火星進入飛行仿真與制導方法研究.pdf

1、火星環(huán)境復雜多變，其進入階段是火星登陸探測任務的重要階段。如果對飛行器進入情況預先了解不足，實際飛行狀況就可能與設計預期差別較大，從而導致任務目標無法達成。此外，當前的火星登陸地點集中在進入技術比較容易實現的高度較低、大氣較厚的區(qū)域。本文系統(tǒng)地研究了火星進入特性，對進入制導技術進行了研究，同時設計并開發(fā)了火星進入飛行仿真軟件，主要研究成果如下：
　　研究了飛行器以彈道式和半彈道式進入的軌跡特性。通過解析推導得到了彈道式自旋進入飛行

2、器體軸角運動規(guī)律，以及角運動穩(wěn)定性的充分條件和必要條件。另外，分別從彈道參數對進入條件的敏感性以及初始偏差和外部攝動對進入運動的影響等兩個方面，對彈道式進入和半彈道式進入特性進行了分析，得出了不同進入條件對進入軌跡的影響以及進入彈道在偏差和攝動影響下的散布特征。最后，通過優(yōu)化計算得到了半彈道式進入走廊，并分析了影響進入走廊寬度的約束條件。
　　從預測校正制導和參考軌跡制導等兩方面研究了火星進入制導方法。采用了通過調整傾側角大小控制

3、飛行縱程，改變傾側角符號控制橫程偏差的策略，分別實現了縱向和橫向的制導?？v向制導給出了兩種算法，一種是基于數值預測方法的預測校正制導算法，另一種是基于滑模變結構控制的參考軌跡制導算法。其中參考軌跡制導算法中的標稱彈道由基于高斯偽譜法設計的一種軌跡規(guī)劃算法提供。此外，還設計了一種基于橫程漏斗邊界的橫向制導算法。
　　設計并開發(fā)了火星進入飛行仿真軟件。建立了火星進入仿真需要的數學模型，并設計了一種基于高斯偽譜法的軌跡優(yōu)化算法。利用上述