嫦娥三號(hào)軟著陸軌道設(shè)計(jì)與控制策略數(shù)學(xué)建模a題論文(編輯修改稿)
2024-12-09 01:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ）為 2940m/s，可以 滿足調(diào)整速度的控制要求。在四周安裝有姿態(tài)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)，在給定主減速發(fā)動(dòng)機(jī)的推力方向后，能夠自動(dòng)通過多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的脈沖組合實(shí)現(xiàn)各種姿態(tài)的調(diào)整控制。嫦娥三號(hào)的預(yù)定著陸點(diǎn)為 ， ，海拔為 2641m（見附件 1）。 嫦娥三號(hào)在高速飛行的情況下，要保證準(zhǔn)確地在月球預(yù)定區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)軟著陸，關(guān)鍵問題是著陸軌道與控制策略的設(shè)計(jì)。其著陸軌道設(shè)計(jì)的基本要求：著陸準(zhǔn)備軌道為近月點(diǎn) 15km，遠(yuǎn)月點(diǎn) 100km 的橢圓形軌道；著陸軌道為從近月點(diǎn)至著陸點(diǎn)，其軟著陸過程共分為 6 個(gè)階段（見附件 2），要求滿足每個(gè)階段在關(guān)鍵點(diǎn)所處 的狀態(tài)；盡量減少軟著陸過程的燃料消耗。 根據(jù)上述的基本要求，請(qǐng)你們建立數(shù)學(xué)模型解決下面的問題： （ 1）確定著陸準(zhǔn)備軌道近月點(diǎn)和遠(yuǎn)月點(diǎn)的位置，以及嫦娥三號(hào)相應(yīng)速度的大小與方向。 （ 2） 確定嫦娥三號(hào)的著陸軌道和在 6個(gè)階段的最優(yōu)控制策略。 （ 3）對(duì)于你們?cè)O(shè)計(jì)的著陸軌道和控制策略做相應(yīng)的誤差分析和敏感性分析。 2 二、問題分析 問題（ 1）的分析 首先根據(jù)問題的假設(shè)、題目中所提供的數(shù)據(jù)及圖片分析，可以知道嫦 娥三號(hào)繞月球的軌道是由圓形軌道變?yōu)闄E圓形軌道，借助開普勒定律、能量守恒定律求解出近月點(diǎn)的速度。 為了確定 近月點(diǎn)和元月點(diǎn)的精確位置及相應(yīng)的速度方向，我們建立以赤道（月球的赤道）平面為 xoy 平面、月心為原點(diǎn)、月心與零度經(jīng)線和零度緯線交線的交點(diǎn)的連線為坐標(biāo)軸的坐標(biāo)系和赤道（月球的赤道）平面為 xoy 平面，為極軸（月球的極軸）為 z軸建立空間直角坐標(biāo)系， x軸與極坐標(biāo)系的軸相重合。 )的空間直角坐標(biāo)。 其次利用兩點(diǎn)間的距離公式，并借助 MATLAB 軟件求解出近月點(diǎn)與著陸點(diǎn)最短距離。=。 最后利用衛(wèi)星的軌跡是以月心為其中一個(gè) 焦點(diǎn)，以近月點(diǎn)與遠(yuǎn)月點(diǎn)的距離為長軸的橢圓，從而求解出衛(wèi)星的軌跡方程，再運(yùn)用隱函數(shù)求導(dǎo)的應(yīng)用的知識(shí)，求解出在
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