2014a題獲國獎程-金騰方

1、三制導(dǎo)及優(yōu)化策。550s 55000001749373定了遠月點的位置為(550000,0,-1834373)三制導(dǎo)及優(yōu)化策。550s 55000001749373定了遠月點的位置為(550000,0,-1834373)v=1.6240km/s。水平面夾角 451一、 問題重述發(fā)能夠產(chǎn)生1500N7500N（發(fā)多個發(fā)的脈沖組合實現(xiàn)各種姿態(tài)的調(diào)整控制。三號的預(yù)定著陸點為15km，100km：（1）（2）6二、 問題分析1.1一、 問題重述發(fā)能夠產(chǎn)生1500N7500N（發(fā)多個發(fā)的脈沖組合實現(xiàn)各種姿態(tài)的調(diào)整控制。三號的預(yù)定著陸點為15km，100km：（1）（2）6二、 問題分析1.1響求三號位于

2、遠月點時的速度大小根據(jù)橢圓軌道與月球的幾何位置關(guān)2.2以2三、 模型假設(shè)515km6.三、 模型假設(shè)515km6. X Z P：是ve消耗的公斤數(shù)（即秒耗量 ：階段末端的坐 ：階段末端的速3XOZZKJXY5-1-1 3：著陸器的軌跡位于一個二維平面內(nèi)7 xz XOZZKJXY5-1-1 3：著陸器的軌跡位于一個二維平面內(nèi)7 xz 式中, ( , 加速度與引力加速度的矢量和; , , , , , t（0，0，1734373；K近月點坐標（ 01749373 =1700m/s g1.6m/ ；x= 4推力從 0根據(jù)已知的JKXZ 和 中, 共有 44t， 近也是未知數(shù), 則二次多項式有 2: 推

3、力從 0根據(jù)已知的JKXZ 和 中, 共有 44t， 近也是未知數(shù), 則二次多項式有 2: （ 因此 （ ：。 根據(jù)速度增量最小值，消耗最小值來建立優(yōu)化方程 求 Appendix2.m 的程序用來得到量（已經(jīng)考慮不同航行時間，以及總的推力不能大于 7500Nappendix3.m根據(jù)上述三個函數(shù)，當(dāng) 取最小值（即 最大，消耗最少）時， 當(dāng) T=550s1.25變軌，由一個大約 110 15 km，變軌，由一個大約 110 15 km，h=100300km）5-1-引力攝動以及固體潮 (主項) 攝動這四項攝動源2。在建立月球的軌道動力學(xué)方程之前, 首先定義所用到坐標系（J2000.0）月心赤道坐

4、標系:是以月心為原點, X 軸在月心赤道面內(nèi),指向時刻的平春分點方向,Z6123456789月球引力效在此基礎(chǔ)上，本文在月心赤道坐標系中,月的軌道動力學(xué)模型3為ffow o常數(shù)為月球非球形攝動加速度和物理天平動攝動加速度的和，f 為地球fs fm fsr 。110km，在此基礎(chǔ)上，本文在月心赤道坐標系中,月的軌道動力學(xué)模型3為ffow o常數(shù)為月球非球形攝動加速度和物理天平動攝動加速度的和，f 為地球fs fm fsr 。110km，15km三號環(huán)月軌道近月點距月表面 15km AB表示遠地點與月心的距離，m三號的質(zhì)量，M月球質(zhì)量，Gvv_1v_2， 當(dāng)v_2=0，可以結(jié)合 式將 由7結(jié)合 根

5、據(jù)該公式帶入近月點數(shù)據(jù)，得到三號位于近月點時速度為1.7028km/s，1.7v=1.6240km/s，方向與橢圓軌2. 2.11.7028km/s、1.6240km/s消耗主要用來抵抗各攝動項2.21速度增量關(guān)結(jié)合 根據(jù)該公式帶入近月點數(shù)據(jù)，得到三號位于近月點時速度為1.7028km/s，1.7v=1.6240km/s，方向與橢圓軌2. 2.11.7028km/s、1.6240km/s消耗主要用來抵抗各攝動項2.21速度增量關(guān)DX的變4567895x DX（J點橫坐標距離K點橫坐標距離）5-2-1 DX 8速度增速度增量隨航行時間的變總的航行時間5-2-2 速度增量隨航行時間的變總的航行時間

6、5-2-2 其中，除 2.3可以將該階段的運動看作勻速直線運動，即 ，其中m 為三號質(zhì)量，g 為月球表面重力加速度。又 ，因此可知 三號的質(zhì)量是一個關(guān)于時間的函數(shù)， 。其中c 為常數(shù)，根據(jù)t 為0 時的初始質(zhì)量 可以確定c 的值為 。9速度增量57m/s 3000 2400 10.526 秒。由此確定該階段結(jié)束時的質(zhì)量 為定2.42.4.1，57m/s 3000 2400 10.526 秒。由此確定該階段結(jié)束時的質(zhì)量 為定2.42.4.1，2.4.2月球表面的主要地理單元之一，NASA023總數(shù)在 33000 個以上,尤其在高地區(qū)域分布最為密集,撞擊坑內(nèi)側(cè)坡度很陡這一特征，首先可對距月面 24

7、00m 處的數(shù)字高程圖（由附件 appendix4.m，5-2-3）采用圖像直方圖分析，得到其灰度直方圖（程序見 appendix5.m，5-2-45x 距月面 2400m處的數(shù)字高程圖的灰度直方321005x 距月面 2400m處的數(shù)字高程圖的灰度直方321001)照射的陽面將出現(xiàn)亮區(qū)域 2)在未照到的陰面將出現(xiàn)陰影區(qū)域；3)5等2.4.31)照射的陽面將出現(xiàn)亮區(qū)域 2)在未照到的陰面將出現(xiàn)陰影區(qū)域；3)5等2.4.37500N25敏感器視場為 30器的視線距離盡可能短，取成像敏感器視線偏置 4045的為實現(xiàn)粗避障軌跡接近與水平面夾角 45的直線下降方式，著陸器合加速5-2-6xz確定推力加

8、速度大小af 和月球引力加速度大小ag 存在如下關(guān)系X Yacos tansin 為推力方向與引力方向的夾角， 為速度方向和水平方向的夾角.由于X Yacos tansin 為推力方向與引力方向的夾角， 為速度方向和水平方向的夾角.由于采用下降軌跡接近與水平面夾角 45的直線下降方式因此， =45。 綜 =9。軌道設(shè)計策略：為了保證最后的避障落點精度和節(jié)省推進劑，著陸器精確避障100m30 m，1.5 m/s，水平速度接近 0。識別61)姿態(tài)和平動速度的補償以及將每個“腳印”的斜距信息轉(zhuǎn)換成垂直距離，構(gòu)建2)3) 為每一個單元格構(gòu)建平均坡面，采用最小二乘法擬合; 4) 單元格內(nèi)每一個aa（高度

9、6)2.5.2根據(jù) ：（高度6)2.5.2根據(jù) ： 其中 （appendix7.m）; N 點距離為 22mM N M NY軸方向，以安全著陸M X 軸方向，因此獲得安全著陸點的坐標為 ;安全著陸點與粗糙避障階段的預(yù)定著陸點垂直方向距離 ；精確避障上端與精確避障下端的垂直方向速度差 。時 安全著陸點與粗糙避障階段的預(yù)定著陸點垂直方向距離 ；精確避障上端與精確避障下端的垂直方向速度差 。時 （ 求 精確避障軌道橫坐標與時間關(guān)864200將 的值帶入解得分段軌跡方程為：1 : 2 精確避障軌道橫坐標2.6100米時速度為 。該階段運動過程中速度方向豎直向下。此時推力方向向上，與萬有引力的合力令其

10、，直至距離月表面 30 0。過程 其中 為推力加速度，m 三號質(zhì)量， m 又有公式 ，其中 是以米/的比沖， 時間內(nèi)消 2.6100米時速度為 。該階段運動過程中速度方向豎直向下。此時推力方向向上，與萬有引力的合力令其 ，直至距離月表面 30 0。過程 其中 為推力加速度，m 三號質(zhì)量， m 又有公式 ，其中 是以米/的比沖， 時間內(nèi)消 記初始質(zhì)量為 ,最終的質(zhì)量為 ，因此 ,化簡得 消耗最少，即剩余質(zhì)量最大，在 和 一定的情況下就可以轉(zhuǎn)化為要求 最小。由于該階段初始速度 以由前一階段的優(yōu)化確定 消耗可通過 消耗量 3.的進行分析，在其參數(shù)標稱值的基礎(chǔ)上加上 10%的偏差，以此為參數(shù)，畫出量化著陸器推力隨時間變標稱值+10%的偏標稱標稱值-10%的偏05-3-1進行分析，在其參數(shù)標稱值的基礎(chǔ)上加上 10%的偏差，以此為參數(shù)，畫出量化著陸器推力隨時間變標稱值+10%的偏標稱標稱值-10%的偏05-3-15-3-2可以看出，在推力偏差的情況下，對精確避障軌道并沒有實質(zhì)上5-3-3 5-3-3可以看出，在比沖偏