月面着陆动力下降段最优轨迹序列凸优化方法

摘要：

针对月面着陆器动力下降制导过程中,时变惯性加速度和重力加速度难以估计与补偿等问题,提出一种基于序列凸优化的在线制导算法.在考虑月面曲率及月球自转的着陆器动力学建模基础上,首先对模型及约束条件进行凸化,得到一个二阶锥规划(SOCP)问题;然后对经典序列凸优化进行了改进,对时变加速度剖面予以实时估计和补偿,提升了现有优化算法的性能,使着陆器在尽可能节约燃料的前提下实现高精度着陆.仿真结果表明,与经典的显式制导律相比,所提出的算法在动力下降段燃料消耗更少.由多种位置偏差下的打靶分析结果可知,所提出的算法均能满足性能指标要求;即使起始位置存在±2500 m的较大波动时,仍能以高精度的速度、位置完成动力下降制导.

关键词：月球软着陆、燃料最优控制、高精度着陆、序列凸优化、非线性规划

所属期刊栏目：43

分类号：V412.4+1(基础理论及试验)

资助基金：载人航天领域预先研究项目18123060201

在线出版日期：2022-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1029-1039