基于微分变换的火星进入轨迹规划与精确制导

项目名称： 基于微分变换的火星进入轨迹规划与精确制导

项目编号： No.11372345

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 李海阳

作者单位： 中国人民解放军国防科学技术大学

项目金额： 88万元

中文摘要： 火星精确着陆是未来火星探测的关键技术之一，进入轨迹规划与精确制导则是火星精确着陆的基础。轨迹规划可以实现离线的轨迹优化，也可实现轨迹的在线快速生成，而精确制导则可将进入飞行器安全导引至预定的开伞点。本项目以我国未来火星探测为背景，针对国内外研究的不足，系统开展火星进入轨迹规划与精确制导研究。引入修正的查普曼变量建立进入运动方程，并利用高阶匹配渐近展开理论求得方程的解析解；分析进入落点可达域与进入点可控域的求解思路，并引入微分变换法将最优控制问题转化为非线性方程的求解问题；基于改进的RRT方法实现进入轨迹的在线快速规划，重新定义了进入轨迹规划中的RRT收敛标准，引入启发信息使得规划轨迹接近最优轨迹；用NMPC代替传统的线性反馈控制实现进入轨迹的精确跟踪制导，NMPC中的最优控制问题采用微分变换法求解。研究成果将为我国未来火星进入任务的总体设计以及进入制导方案提供重要的参考依据。

中文关键词： 火星进入；轨迹规划；精确制导；微分变换；

英文摘要： Mars entry trajectory planning and precision guidance are the groundwork of Mars precision landing, which is one of the key technologies of Mars exploration in futrue. Entry trajectory Planning includes trajecroty optimization off-line and rapid generatio

英文关键词： Mars entry；Trajectory planning；Precision guidance；Differential transformation；