月球軟著陸的制導(dǎo)算法研究.pdf

1、在我國航天的遠(yuǎn)景規(guī)劃中，實(shí)現(xiàn)載人登月占據(jù)著極其重要的地位。能否成功實(shí)現(xiàn)載人登月標(biāo)志著一個國家綜合航天水平的高低，我國也將在“嫦娥工程”的第二階段中實(shí)施月球軟著陸探測。本文結(jié)合科研項(xiàng)目“二維平動運(yùn)動裝置和著陸月面模擬器的設(shè)計(jì)”對月球探測器在登月軟著陸時的制導(dǎo)算法進(jìn)行了深入的研究。
　　首先，本文深入分析了探測器在動力下降段的受力情況，通過合理選取坐標(biāo)系建立探測器在軟著陸過程中的動力學(xué)模型，以燃耗最優(yōu)作為性能指標(biāo)分別設(shè)計(jì)了神經(jīng)元 PI

2、D自適應(yīng)制導(dǎo)律和基于最優(yōu)角度線性逼近的顯式制導(dǎo)律，并分別對兩種制導(dǎo)算法進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明顯式制導(dǎo)律在保證燃耗最優(yōu)的同時大大降低了迭代計(jì)算的次數(shù)，與神經(jīng)元 PID自適應(yīng)制導(dǎo)律相比更適應(yīng)實(shí)際工程的閉環(huán)制導(dǎo)。
　　其次，本文根據(jù)實(shí)際軟著陸的特點(diǎn)提出了在遠(yuǎn)月段采用理論最優(yōu)制導(dǎo)法的開環(huán)制導(dǎo)律，應(yīng)用龐特里亞金最優(yōu)原理給出了最優(yōu)制導(dǎo)算例。針對普通打靶法在求解最優(yōu)控制變量時的缺陷和不足，本文提出了一種基于改進(jìn)打靶法的最優(yōu)制導(dǎo)律，仿真結(jié)果表明

3、改進(jìn)打靶法能大大降低迭代計(jì)算時間，提高最優(yōu)制導(dǎo)法的實(shí)時性。同時為了提高探測器在軟著陸最終著陸段的著陸安全性，本文給出了在近月段采用基于制動發(fā)動機(jī)組的重力轉(zhuǎn)彎制導(dǎo)律，并對其軟著陸安全性進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明在遠(yuǎn)月段采用開環(huán)制導(dǎo)、近月段采用重力轉(zhuǎn)彎制導(dǎo)能夠在保證燃耗最優(yōu)的同時，有效提高軟著陸的安全性和可靠性。
　　最后，本文根據(jù)實(shí)際工程項(xiàng)目“平動運(yùn)動裝置和著陸月面模擬器”的控制要求編寫了月球軟著陸的仿真軟件，同時綜合考慮伺服控制系統(tǒng)