數(shù)學(xué)建模優(yōu)秀論文嫦娥三號(hào)軟著路軌道設(shè)計(jì)與控制策略-資料下載頁(yè)
2025-05-18 10:18本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】本文主要為分階段研究嫦娥三號(hào)的軟著陸軌道設(shè)計(jì)與最優(yōu)控制策略。建立模型一確定近月點(diǎn)和遠(yuǎn)月點(diǎn)的位置，以及嫦娥三號(hào)速度大小與方向。先以月球中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立空間坐標(biāo)系，根據(jù)計(jì)算的作用力可知地球影響較小，然后將嫦娥三號(hào)軟著陸看作拋物線的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，計(jì)算在最大推力下。的減速運(yùn)動(dòng)，求得月面偏移距離為km，由此計(jì)算出偏移角度為°。從而得出近月點(diǎn)和遠(yuǎn)月點(diǎn)的經(jīng)緯度分別為和（°E，最后在軟著陸的橢圓軌道上，由動(dòng)力勢(shì)能和重力勢(shì)能的變化，計(jì)算。要對(duì)主減速階段和快速調(diào)整階段進(jìn)行初步分析。=；快速調(diào)整階段采用重力轉(zhuǎn)彎制導(dǎo)，在假設(shè)條件下對(duì)嫦娥三。附近，并以螺旋搜索法搜索安全半徑的個(gè)數(shù)。其余階段僅對(duì)其做簡(jiǎn)單物理分析后。首先以模型二為基礎(chǔ)進(jìn)行誤差。嫦娥三號(hào)于20xx年12月2日1時(shí)30分成功發(fā)射，12月6日抵達(dá)月球軌道。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，量減少軟著陸過(guò)程的燃料消耗。
【正文】 5)紋理障礙識(shí)別 。 6) 采用螺旋搜索算法確定每個(gè)單元格的安全半徑 (圖 3)。 7) 根據(jù)安全半徑 , 選取候選安全著陸點(diǎn) 。 8) 評(píng)估候選安全著陸點(diǎn)避障所需的速度增量 。 9) 根據(jù)安全半徑和速度增量評(píng)價(jià)值 , 綜合確定 安全著陸點(diǎn) . [1] 張德豐 ， MATLAB 數(shù)值分析 ， 北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 20xx。 [2] 趙吉松 ， 谷良賢 ， 高原 ， 月球軟著陸軌道的時(shí)間逼近法快速優(yōu)化設(shè)計(jì) [J]，宇航學(xué)報(bào) ， 第 29卷第 5期 ： 15， 20xx. 9。 [3] 朱建豐 ， 徐世杰 ， 基于自適應(yīng)模擬退火遺傳算法的月球軟著陸軌道優(yōu)化 [J]，航空學(xué)報(bào) ， 第 28卷第 4期 ： 23， 。 [4] 于彥波 ， 火星探測(cè)器動(dòng)力下降段制導(dǎo)律研究 [D]， 哈爾濱，哈爾濱工業(yè)大學(xué) ， 20xx。 [5] 張仲滿 ， 月球軟著陸的制導(dǎo)算法研究 [D]， 哈爾濱，哈爾濱工業(yè)大學(xué) ， 20xx。 [6] 田青 ， 常微分方程初值問(wèn)題數(shù)值解的實(shí)現(xiàn)與分析 ， [7]張洪華，梁俊等， 嫦娥三號(hào)自主避障軟著陸控制技術(shù) [J]，中國(guó)科學(xué)：科學(xué)計(jì)算，第 44 卷第 6期： 24,20xx。 附錄 蒙特卡洛分析不同降落地形高度選取調(diào)整概率 I2=imread (39。39。)。 p2=I2。 [y,x]=size(p2)。 [X,Y]=meshgrid(1:x,1:y)。 pp2=double(p2)。 c=zeros(200,1)。 d=zeros(200,1)。 for j=1:1:200 for i=1:1000 aa=floor(2299*rand(1)+1)。 bb=floor(2299*rand(1)+1)。 if pp2(aa,bb)=j c(j,1)=c(j,1)+1。 else d(j,1)=d(j,1)+1。 end end end plot(1:200,c/1000,1:200,d/1000)。 title(39。不同降落地形高度選取調(diào)整概率 39。)。 20 xlabel(39。地形高度 39。)。 ylabel(39。調(diào)整與非調(diào)整概率 39。)。 legend(39。不需調(diào)整 39。,39。需要調(diào)整 39。)。 精避障階段 50 次模擬分析嫦娥安好占地面積大小對(duì)著陸的影響 ： d1=zeros(50,1)。 for j=1:50 for i=1:1000 aa=floor(979*rand(1)+11)。 bb=floor(979*rand(1)+11)。 aa1=aa7。 aa2=aa+7。 bb1=bb7。 bb2=bb+7。 c=0。 for cc=aa1:aa2 for dd=bb1:bb2 if pp2(cc,dd)=50amp。pp2(cc,dd)=80 c=c+1。 end if c==15*15。 d(j,1)=d(j,1)+1。 end end end end end plot(1:50,d) 快速調(diào)整階段運(yùn)動(dòng)狀態(tài) v1=90。 a=(75001200*)/1200。 d=0。 for t=::14 d=d+1。 x(1,d)=3000+v1*t+*a*t^2。 end plot(::14,x39。) title(39?？焖僬{(diào)整段制導(dǎo)律下運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 39。)。 xlabel(39。時(shí)間 /t39。)。 ylabel(39。高度 /m39。)。 總?cè)剂舷牧颗c時(shí)間的關(guān)系 F=7500。 21 m=2400。 ve=2940。 v=22。 g=。 a=。 m1=zeros(1,487)。 for i=1:487 m1=F/ve。 m=mm1m*g/ve。 A(1,i)=m。 F=m*a。 end subplot(1,2,1) plot(1:487,A) title(39。速度 39。)。 xlabel(39。時(shí)間 /t39。)。 ylabel(39。嫦娥衛(wèi)星質(zhì)量 /Kg39。)。 subplot(1,2,2) plot(1:486,A(2:487)A(1:486)) title(39。能料消耗的變化 39。)。 xlabel(39。時(shí)間 /t39。)。 ylabel(39。質(zhì)量 /Kg39。)。 快速調(diào)整階段最優(yōu)降落點(diǎn) I2=imread (39。39。)。 p2=I2。 [y,x]=size(p2)。 [X,Y]=meshgrid(1:x,1:y)。 pp2=double(p2)。 a=input(39。請(qǐng)輸入嫦娥號(hào)的大小 a=39。)。 for aa=a+1:1:1000a for bb=a+1:1:1000a AA=pp2(aaa+1:aa+a,bba+1:bb+a)。 A(aaa,bba)=sum(sum(AA))。 if A(aaa,bba)==2389 aa bb end end end 初始高度變化時(shí)軌道的變化 H1=15000。 H2=15000+2641。 22 X=0。 X2=0。 i=0:1:510。 I=0:1:600。 X=1700.***(i.^2)。 X2=1700.***(I.^2)。 Y=H122.*i。 Y7=min(H222**I)。 Y5=H222.*I*。 i1=510:559。 I1=600:640。 X1=57*(i1510)+*2.*((i1510).^2)。 Y1=min(Y)22.*(i1510)。 Y8=Y722*.*(I1600)。 X3=460982::460990。 Y3=0:2700/80:2700。 Y_1=0:100:3500。 X_1=linspace(501967,500720,36) plot(X,Y,39。r39。,X2,Y5,39。m39。,X1,Y1,39。k39。,X3,Y3,39。g39。,X_1,Y_1)。 title(39。初始高度變化時(shí)軌道的變化 39。)。 xlabel(39。和近月點(diǎn)的距離 39。)。 ylabel(39。距地面高度 /m39。)。 text(250000,11000,39。主減速階段 39。)。 text(420xx0,3500,39。快速調(diào)整階段 39。)。 text(380000,20xx,39。粗避障階段 39。)。 text(380000,1000,39。其他階段 39。)。 網(wǎng)格化 矩陣方差 I2=imread (39。39。)。 p2=I2。 [y,x]=size(p2)。 [X,Y]=meshgrid(1:x,1:y)。 pp2=double(p2)。 A=zeros(100,100)。 for m=1:22 for n=1:22 for i=(1:100)+m*100 for j=(1:100)+m*100 A((i100)*m,(j100)*n)=pp2(i,j)。 c=var(A(:)) end end end end 23 搜索可選擇的著陸點(diǎn) I2=imread (39。39。)。 p2=I2。 [y,x]=size(p2)。 [X,Y]=meshgrid(1:x,1:y)。 pp2=double(p2)。 a=zeros(1000,1000)。 for i=1:1000 for j=1:1000 if pp2(i,j)=60amp。pp2(i,j)=90 a(i,j)=1。 else a(i,j)=0。 end end end bb=input(39。輸入 bb=39。)。 for m1=bb+1:999bb for m2=bb+1:999bb if sum(sum(a(m1bb:m1+bb,m2bb:m2+bb)))==(2*bb+1)^2 m1 m2 else continue。 end end end
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