月球探測器軟著陸有限推力控制軌道優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、月球軟著陸軌道設(shè)計(jì)是我國開展登月活動所必須先期解決的關(guān)鍵問題之一。從時(shí)間順序上看，軟著陸軌道可分解為以下幾個(gè)階段：霍曼轉(zhuǎn)移段(有限推力變軌)、無動力下降段和動力下降段。其中，根據(jù)不同最優(yōu)控制要求，動力下降段又可分為燃料最省控制方式和精確定點(diǎn)著陸方式。本文重點(diǎn)對有限推力變軌段和動力下降段的軌道設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入研究和探討。有限推力變軌段，將虛擬衛(wèi)星概念應(yīng)用于變軌問題研究，建立了有限推力變軌段相對運(yùn)動動力學(xué)模型。以此為基礎(chǔ)，推導(dǎo)了相對位置和相對

2、速度的初始值與真近點(diǎn)角的幾何關(guān)系，為動力學(xué)方程提供了積分初值；然后，分析了沖量變軌時(shí)的速度增量與燃料消耗量，為固定方向(相對慣性空間)有限推力控制提供了迭代初值；接著對最省燃料控制律在工程實(shí)際中的可行性進(jìn)行了分析；接下來研究了固定方向(相對慣性空間)有限推力控制法在變軌中的應(yīng)用。通過坐標(biāo)變換，給出了固定方向(相對慣性空間)推力矢量在相對運(yùn)動坐標(biāo)系中的表達(dá)形式，并運(yùn)用最小二乘法，對初始點(diǎn)火角及推力方向角進(jìn)行了迭代尋優(yōu)，得出了相應(yīng)的仿真結(jié)果