MMU月面起飞燃耗最省轨迹和推力设计研究

作     者：韩艳铧 洪军停 张勇 Han Yanhua;Hong Junting;Zhang Yong

作者机构：南京航空航天大学航天学院南京211106 南京航空航天大学无人机研究院南京211106 南京航空航天大学无人机先进技术工业和信息化部重点实验室南京210016 

基　　金：中央高校基本科研业务费青年科技创新基金(NT2020025) 

出 版 物：《动力学与控制学报》 (Journal of Dynamics and Control)

年 卷 期：2021年第19卷第6期

页      码：8-15页

摘      要：载人机动装置(MMU)携载航天员在月面机动飞行包括上升转弯段、巡飞段、转弯下降段,本文研究上升转弯段燃耗最省轨迹和主发动机推力优化问题.首先采用Pontryagin极小值原理,推导出MMU发动机推力大小和方向的最优函数形式.结果表明,推力大小是开关形式,且最多切换一次,故只需用"开"和"关"持续时间两个参数描述;推力方向角的余切是时间的仿射函数,只需用该函数的斜率和截距两个参数描述.上升转弯段和巡飞段交接,故上升转弯段的末状态受飞行高度、速度大小和方向三个条件约束,这样就将燃耗最省最优控制问题转化为三等式约束下的四参数非线性规划问题,设计自由度仅为一,只需用单自由度搜索即可快速求解.数值仿真验证了本文所提方法的有效性.

主 题 词：月面低空机动飞行 载人机动装置(MMU) 燃耗最省 最优控制 最优轨迹 

学科分类：08[工学] 082503[082503] 0825[工学-环境科学与工程类] 

D　O　I：10.6052/1672-6553-2020-083

馆 藏 号：203106843...