附着小天体的最优制导控制方法

摘要：

以小天体伴飞附着任务为工程背景，针对探测器在小天体复杂弱引力场条件下附着这一难题，研究了最优制导控制策略。首先，考虑在小天体极区实施附着任务，建立并简化动力学模型，给出约束条件和基于时间燃耗最优的混合性能指标要求。然后，采用相平面法设计了最优制导律，利用极限环设计最优开关控制律；同时，采用高斯伪谱法把附着小天体的最优制导问题转化成非线性规划问题，利用 Matlab/GPOPS 优化工具包求取最优数值解。最后，加入已有的基于矢量测量的自主光学导航模块构建 GNC 仿真回路，对两种最优制导控制策略进行仿真验证。结果表明：两种制导控制策略都能满足任务要求，但基于相平面法得到的最优制导控制具有一定风险，而基于高斯伪谱法得到的最优制导控制精度更高、燃耗更少，适于工程应用。

关键词：小天体、附着最优制导、相平面法、高斯伪谱法

分类号：V448.12(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：国家自然科学基金资助项目61273051,60804057;国家高技术研究发展计划863计划项目2011AA7034057E,2012AA121601;上海航天科技创新基金项目SAST201213

在线出版日期：2015-06-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：53-60