星际软着陆动力下降在线轨迹优化与最优跟踪制导研究

项目名称： 星际软着陆动力下降在线轨迹优化与最优跟踪制导研究

项目编号： No.61403103

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 郭延宁

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 动力下降段制导系统是决定星际软着陆任务成败的重要保障。传统制导律存在燃耗性能低、在线优化能力差、依赖精确模型和自主障碍回避能力不足等缺点，成为制约着陆系统高精度、高可靠性和自主制导技术等发展的主要瓶颈。本项目将围绕着陆系统参数在线估计、最优着陆轨迹快速生成、燃料高效跟踪制导等前沿问题展开研究。具体内容包括：考虑发动机安装特性，提出燃料最优精确着陆轨迹优化新方法，揭示关键参量对最优轨迹分布特征的影响机理；针对系统参数摄动及故障，综合非线性系统参数辨识和基于模型的故障诊断方法，形成着陆器在线参数估计理论；考虑强实时性、高自主性需求，提出基于最优轨迹特征的快速轨迹生成和局部优化算法；建立基于快速轨迹预测的障碍碰撞评估机制，提出具有自主优化和障碍回避能力的最优跟踪制导策略。本项目旨在构建具备在线自主决策能力的新型燃料高效着陆制导系统，研究成果将为我国未来月球及火星软着陆任务提供理论和关键技术支持。

中文关键词： 星际着陆；轨迹优化；模型预测控制；燃料高效；障碍回避

英文摘要： Advanced autonomous guidance system for powered descent phase is considered as an important foundation for planetary soft landing missions. The drawbacks of traditional guidance strategies, including high fuel consumption, low real-time optimization effic

英文关键词： Planetary landing；Trajectory Optimization；Model Predictive Control；Fuel Efficient；Hazard Avoidance