深空撞擊探測末制導律的設(shè)計與分析.pdf

1、高精度自主末段制導是深空撞擊探測任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文在系統(tǒng)總結(jié)小天體探測任務(wù)中的末制導律基礎(chǔ)之上，針對小天體撞擊的特點，設(shè)計了幾種滿足精度和燃料消耗要求的末段導引律。主要的研究內(nèi)容如下：
　　首先建立了深空撞擊探測末段制導律設(shè)計中所涉及到的各種坐標系以及各坐標系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系；給出了接近段的動力學方程，為末制導律的設(shè)計提供基礎(chǔ)。
　　利用導航系統(tǒng)提供的撞擊器與目標天體的狀態(tài)以及相互之間的狀態(tài)參數(shù)，在定義與構(gòu)建了零控脫靶量的

2、基礎(chǔ)之上，基于撞擊時刻脫靶量為零的要求設(shè)計了基于零脫靶量的深空撞擊探測末段制導律；利用了接近段的導航誤差逐漸減小及其在B平面坐標系中可以直觀的表示等特點，設(shè)計了以導航誤差的大小作為開機閥值的軌控發(fā)動機開關(guān)機曲線，從而解決了探測器軌控發(fā)動機離散脈沖控制力的問題。通過仿真分析，此制導律滿足深空撞擊探測末制導的要求。
　　針對小天體直接撞擊的特點，利用比例導引法控制視線轉(zhuǎn)率的方法，兼顧了控制脫靶量以提高最終的撞擊精度，考慮到發(fā)動機脈沖控

3、制力的實際情況，設(shè)計了一種基于比例導引的小天體撞擊末制導律。仿真結(jié)果表明，撞擊精度良好，滿足要求。
　　研究了預(yù)測撞擊點的末制導方法及其在小天體探測末制導中的應(yīng)用。針對小天體撞擊探測任務(wù)的特點，通過撞擊器的動力學方程可以預(yù)測出末端撞擊時刻撞擊器的狀態(tài)，由末端狀態(tài)可以反饋計算出滿足直接撞擊所需要的制導推力。給出了兩種預(yù)測制導律方案：一種是固定開機時間的普通預(yù)測制導方案；另一種是由脫靶量決定開機時刻的改進預(yù)測制導方案。最終仿真結(jié)果顯示