嫦娥三號軟著陸軌道設計與控制策略畢業(yè)論文-閱讀頁
2024-09-17 16:30本頁面
【正文】 需要由導航與控制傳感器測量的量主要為著陸器相對于著 陸場坐標系的位置、速度和加速度。第 j個觀測量的總估計誤差 jq 由以下四部分組成 ( t )( t ) ( t ) ( t ) ( t )1 0 0 1 0 0jb s jn sjjj jb c jn cqqq q Q q Q? ? ? ? （ 26） 針對主制動這一特定操作階段，上述四部分誤差具有如下特性： jbcq — 第 j 個觀測量的測量誤差，恒為常值，其分布服從零均值高斯分布； jbsq — 第 j 個觀測量的刻度因素誤差系數(shù)，恒為常值，其分布服從零均值高斯分布； jncq — 第 j 個觀測量的隨機誤差，其為一高斯白噪聲； jnsq — 第 j 個觀測量的刻度因素隨機誤差系數(shù)，其為一高斯白噪聲。具體運行過程如下： 第一步：將傳感器誤差設置為零，初始狀態(tài)設置為標準值，運行模擬程序。 17 第二步：將其中一個傳感器誤差設置為非零輸入或者設置一個非標準初始狀態(tài)，然后進行一系列運行。如 X通道 標準初始偏差為 xi，輸入該誤差前后， X 通道終端狀態(tài)分別為 X0和 X1，則 X通道對標準初始偏差 xi的敏感性可用（ X1X0） /xi來反映。由參考文獻可知，其相互關(guān)系可表示為： 1 2 3f i bc bsp S p S q S q? ? ? （ 27） 其中， S S2和 S3分別表示相對于 ,i bc bsp q q 的誤差敏感系數(shù)矩陣。驗證該假設條件的方法有兩種：擴大輸入誤差仿真法和復合仿真法，這里略去其驗證過程。 運用上述方法得到的敏感系數(shù)矩陣給出如下： （只給出 S1， S S3略） 3 4 3 1 2 24 5 5 2 3 33 5 4 2 2 21 45 .5 0 2 1 0 2 .0 8 0 1 0 1 .0 5 0 1 0 1 .4 1 8 1 0 4 .0 2 4 1 0 8 .9 3 9 103 .8 5 0 1 0 1 .4 0 1 1 0 7 .3 0 1 1 0 1 .0 0 1 1 0 3 .2 1 0 1 0 4 .0 3 0 101 .6 9 2 1 0 6 .4 1 1 1 0 3 .2 4 0 1 0 4 .4 0 7 1 0 1 .2 3 9 1 0 1 .8 3 3 108 .3 6 2 1 0S? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ??? 4 3 1 2 14 5 5 2 2 33 5 4 2 2 22 .5 7 0 1 0 1 .8 6 2 1 0 5 .5 8 0 1 0 8 .7 4 2 1 0 1 .4 1 4 1 05 .8 6 0 1 0 1 .4 1 0 1 0 1 .3 1 2 1 0 3 .9 3 6 1 0 1 .1 9 6 1 0 9 .9 0 1 102 .5 7 5 1 0 7 .9 0 2 1 0 5 .7 1 0 1 0 1 .7 3 2 1 0 2 .6 9 0 1 0 4 .5 7 7 10? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ??? A A3: 1 ? ?? 、 2, 3 0 .1 2 9 7 2 .1 3 2 9j? ?? A2： 1 ? ? 、 2,3 0 .6 7 6 1 1 .8 9 7 8j? ? ? ? 18 由于數(shù)值仿真的起始點選為（ 1,0， 1），靠近平衡點（ ,0， ），仿真實驗中混沌系統(tǒng)的基頻 0? =，基周期為 002 / 2. 94 44 3TS????。 綜觀三個連續(xù)混沌系統(tǒng)仿真步長的理論計算，我們可以統(tǒng)一選?。?1/5000 T0，1/100 T0）內(nèi)，這樣即可以提高仿真運算速度，又可以使混沌吸引子的形狀和類隨機性不發(fā)生變化，這個選擇范圍也與通常連續(xù)混沌系統(tǒng)數(shù)值仿真步長的經(jīng)驗取值相吻合。 (2) 采用了依靠月表圖像特征點匹配跟蹤方法后 , 導航系統(tǒng)的水平位置誤差得到修正 ,最終相對目標著陸點的導航誤差不大于 2 m。對問題一簡化的橢圓軌道模型，理解起來較為簡單，又能滿足題目要求求遠、近月點速度。在十進制蟻群算法中增加局部搜索策略提高了搜索精度，且能較好的找出推力方向角與時間的關(guān)系。 模型的缺點 月球衛(wèi)星運動的主要攝動源及力模型考慮攝動項的影響，但對模型的求解上較為復雜； 基于蟻群算法的軟著陸軌跡優(yōu)化模型，在類拋物線下落中，沒有考慮推力變化的影響，即認為是恒推力；對問題三的模型忽略了一些誤差來源。在本題求嫦娥三號軟著陸軌道設計和控制策 略上，應學會與地球衛(wèi)星情形類比，找出相同和不同之處，合理假設，進行建模。模型二運用了簡化的思想 ，使問題變得簡單。 七、參考文獻 [1] 董文永 劉進 丁健利 朱福喜，《最優(yōu)化技術(shù)與數(shù)學建?！?，清華大學出版社。 [3] 段佳佳 徐世杰 朱建豐，《基于蟻群算法的月球軟著陸軌跡優(yōu)化》，宇航學報出版社，第 29 卷第 2期， [4] 單永正 段廣仁 張烽，《月球精確點軟著陸軌道設計及初始點選取》，宇航學報出版社，第 30卷第 6 期， [5] 和興鎖 林勝勇 張亞鋒，《月球探測器直接軟著陸最優(yōu)軌道設計》，宇航學報出版社，第 28 卷第 2期， [6] 吳偉仁 李驥 金光遠等，《月球軟著陸避障段定點著陸導航方法研究》，《中國科學》雜志社，第 41 卷第 9期， 2020 年 [7] 馮 軍華 崔平遠等，《基于障礙函數(shù)方法的月球軟著陸最優(yōu)軌跡設計》，深空探測研究中心，哈爾濱，第 6 卷第 3期， 附錄： 20 附錄 1：用 matlab 打開題目中高程圖的代碼 g=imread(39。)。 gg=gg1/255。 [X,Y]=meshgrid(1:y,1:x)。 附錄 2： 三維高程圖 距月面 2400m 三維高程 圖 距月面 100m 的三維高程圖 附錄 3：等高圖 21 距月球表面 2400m 的等高圖 距月球表面 100m 的等高圖
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