摘要：针对月面高精度下降着陆问题,提出了一种基于最优观测器的参数自适应凸优化月面着轨迹规划算法。首先,针对下降着陆主减速段需要尽可能减少燃料消耗的问题,考虑约束及动力学模型的非凸性,采用无损凸化技术将月面下降着陆问题转化为二阶锥规划问题;其次,为减少下降着陆过程中质量、比冲等参数不确定性影响,设计了基于Riccati方程的最优观测器;再根据标称参数凸优化所产生的最优轨迹进行飞行,利用该过程中加速度计实时测量信息,结合推力器输出信息,实现对着陆器参数的在线实时估计;在参数估计实现收敛后,通过在线求解二阶锥规划问题实现最优轨迹的在线规划。仿真结果表明,该观测器能够实现在线参数实时估计;该算法相较其他定点着陆算法,仅需要发动机具有离散的推力域,且具有精度更高的优势。

摘要：月面着陆冲击问题是载人登月工程面对的技术挑战之一,保障着陆稳定性及减少冲击载荷是问题的关键。本文依据美国阿波罗登月舱公开的技术资料,针对月面着陆冲击问题展开分析。概括介绍了宇航员参与的月面主动避障着陆;简述了登月舱的缓冲结构以及着陆速度的设计包线,并分析了登月舱内宇航员设置为站姿的原因及其冲击防护措施;简单介绍了在地面上进行登月舱模拟月面着陆冲击试验的两种方法;最后,提出了该领域未来需要进一步研究的课题。

摘要：月球探测器着陆冲击性能是月面软着陆的关键。以月球探测器铝蜂窝缓冲软着陆腿为研究对象,基于瞬态动力学方法,对其2级铝蜂窝缓冲器进行了建模和缓冲性能验证;建立了铝蜂窝软着陆腿瞬态动力学分析模型,并进行了单条软着陆腿着陆冲击仿真分析,研究了结构响应对软着陆腿着陆冲击性能的影响。结果表明:该瞬态动力学分析模型的缓冲器能量吸收、缓冲行程和探测器机体加速度响应峰值等分析结果与实验符合较好;2级蜂窝缓冲软着陆腿着陆过程中,当第2级蜂窝开始压缩时探测器机体加速度响应最大;软着陆腿结构柔性变形及储能导致了软着陆腿着陆性能恶化。

摘要：以某型号月球着陆器铝蜂窝缓冲软着陆腿为对象,研究了月球着陆器月面软着陆性能。采用非线性有限元方法,建立了月壤和着陆腿结构有限元模型,进行了单腿着陆冲击非线性动力学仿真分析,将仿真结果与试验及多刚体系统动力学分析结果比较。文中还研究了月壤模型和主辅支柱结构弹性对月球着陆器着陆性能的影响。结果表明:非线性有限元分析结果与实验结果吻合较好,优于多刚体系统动力学分析结果;着陆腿主支柱的结构弹性对着陆性能影响较大;月壤有限元模型的离散化对分析结果有一定影响。

摘要：对基于特征图形匹配的月面精确着陆光学导航方法进行了研究,包括图像特征点提取、特征图形构建以及特征图形匹配.利用特征点间相对距离不变的特性,确立特征点的连通规则,解决存在平移、旋转和放缩等情况下的图形匹配问题.利用多幅月面真实图片对算法进行仿真测试,仿真结果验证了其有效性.以所提出的特征图形匹配方法为基础,设计仿真算例对导航方法进行验证,结果表明,基于特征图形匹配的光学导航方法可实时确定飞行器的位置和速度信息且精度较高,是适用于探月飞行器精确着陆导航的有效途径.

摘要：研究了月面软着陆过程发生故障后的应急上升轨道,建立了整个应急上升过程的优化设计模型,并针对构建的强约束轨道优化问题,设计了将Gauss伪谱法和直接打靶法结合的混合优化策略,求解得到了满足应急条件的上升轨道参数。仿真分析表明该方法可以有效解决月面应急上升轨道优化问题,且求解收敛性和鲁棒性较好,可为同类问题的求解提供参考。

摘要：针对目前月球着陆器制导与控制研究中只考虑动力学过程而忽略嵌入式系统处理能力的问题,提出了一种考虑控制时序约束的着陆器月面着陆过程制导与控制周期选择方法,为系统时序参数设计提供了一定的理论依据。首先基于仿真分析,对着陆过程制导与控制周期进行初步筛选;再根据实时系统性能,选择满足时序约束的回路周期。最后将实时系统时序与动力学过程进行联合仿真研究,验证了方法的有效性。