基于协态估计的火箭动力下降邻近最优制导

作     者：王远卓 张冉 李惠峰 WANG Yuanzhuo;ZHANG Ran;LI Huifeng

作者机构：北京航空航天大学宇航学院北京100191 

基　　金：国家自然科学基金(62103014) 

出 版 物：《宇航学报》 (Journal of Astronautics)

年 卷 期：2024年第45卷第5期

页      码：741-752页

摘      要：针对火箭动力下降需要满足精准软着陆的要求,提出一种基于协态估计的邻近最优制导方法。基于一阶最优必要条件,邻近最优制导方法通过在一条参考轨迹附近近似求解最优制导问题,得到闭环线性反馈制导方法。基于序列凸优化方法实现了参考轨迹的设计,由于箭载计算资源的限制以及信赖域约束的引入,在较少迭代次数下得到的参考轨迹协态并不满足一阶必要条件,导致邻近最优制导方法精度下降,因此提出了一种协态估计方法。首先,使用高斯伪谱方法对协态微分方程进行离散;然后,基于哈密尔顿函数为常数的特点,设计了新的、适应性强的性能指标;最后,基于极小值原理提出了协态估计算法。将上述方法应用到火箭动力下降仿真实例中,蒙特卡罗仿真结果表明,该方法在阻力系数偏差、推力加速度偏差和大气密度偏差下具有较好的制导精度与鲁棒性。

主 题 词：动力下降 邻近最优制导 参考轨迹 协态估计 蒙特卡罗 

学科分类：08[工学] 081105[081105] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.3873/j.issn.1000-1328.2024.05.009

馆 藏 号：203128386...