2014a题获国奖程-金腾方

1、三制导及优化策。550s 55000001749373定了远月点的位置为(550000,0,-1834373)三制导及优化策。550s 55000001749373定了远月点的位置为(550000,0,-1834373)v=1.6240km/s。水平面夹角 451一、 问题重述发能够产生1500N7500N（发多个发的脉冲组合实现各种姿态的调整控制。三号的预定着陆点为15km，100km：（1）（2）6二、 问题分析1.1一、 问题重述发能够产生1500N7500N（发多个发的脉冲组合实现各种姿态的调整控制。三号的预定着陆点为15km，100km：（1）（2）6二、 问题分析1.1响求三号位于

2、远月点时的速度大小根据椭圆轨道与月球的几何位置关2.2以2三、 模型假设515km6.三、 模型假设515km6. X Z P：是ve消耗的公斤数（即秒耗量 ：阶段末端的坐 ：阶段末端的速3XOZZKJXY5-1-1 3：着陆器的轨迹位于一个二维平面内7 xz XOZZKJXY5-1-1 3：着陆器的轨迹位于一个二维平面内7 xz 式中, ( , 加速度与引力加速度的矢量和; , , , , , t（0，0，1734373；K近月点坐标（ 01749373 =1700m/s g1.6m/ ；x= 4推力从 0根据已知的JKXZ 和 中, 共有 44t， 近也是未知数, 则二次多项式有 2: 推

3、力从 0根据已知的JKXZ 和 中, 共有 44t， 近也是未知数, 则二次多项式有 2: （ 因此 （ ：。 根据速度增量最小值，消耗最小值来建立优化方程 求 Appendix2.m 的程序用来得到量（已经考虑不同航行时间，以及总的推力不能大于 7500Nappendix3.m根据上述三个函数，当 取最小值（即 最大，消耗最少）时， 当 T=550s1.25变轨，由一个大约 110 15 km，变轨，由一个大约 110 15 km，h=100300km）5-1-引力摄动以及固体潮 (主项) 摄动这四项摄动源2。在建立月球的轨道动力学方程之前, 首先定义所用到坐标系（J2000.0）月心赤道坐

4、标系:是以月心为原点, X 轴在月心赤道面内,指向时刻的平春分点方向,Z6123456789月球引力效在此基础上，本文在月心赤道坐标系中,月的轨道动力学模型3为ffow o常数为月球非球形摄动加速度和物理天平动摄动加速度的和，f 为地球fs fm fsr 。110km，在此基础上，本文在月心赤道坐标系中,月的轨道动力学模型3为ffow o常数为月球非球形摄动加速度和物理天平动摄动加速度的和，f 为地球fs fm fsr 。110km，15km三号环月轨道近月点距月表面 15km AB表示远地点与月心的距离，m三号的质量，M月球质量，Gvv_1v_2， 当v_2=0，可以结合 式将 由7结合 根

5、据该公式带入近月点数据，得到三号位于近月点时速度为1.7028km/s，1.7v=1.6240km/s，方向与椭圆轨2. 2.11.7028km/s、1.6240km/s消耗主要用来抵抗各摄动项2.21速度增量关结合 根据该公式带入近月点数据，得到三号位于近月点时速度为1.7028km/s，1.7v=1.6240km/s，方向与椭圆轨2. 2.11.7028km/s、1.6240km/s消耗主要用来抵抗各摄动项2.21速度增量关DX的变4567895x DX（J点横坐标距离K点横坐标距离）5-2-1 DX 8速度增速度增量随航行时间的变总的航行时间5-2-2 速度增量随航行时间的变总的航行时间

6、5-2-2 其中，除 2.3可以将该阶段的运动看作匀速直线运动，即 ，其中m 为三号质量，g 为月球表面重力加速度。又 ，因此可知 三号的质量是一个关于时间的函数， 。其中c 为常数，根据t 为0 时的初始质量 可以确定c 的值为 。9速度增量57m/s 3000 2400 10.526 秒。由此确定该阶段结束时的质量 为定2.42.4.1，57m/s 3000 2400 10.526 秒。由此确定该阶段结束时的质量 为定2.42.4.1，2.4.2月球表面的主要地理单元之一，NASA023总数在 33000 个以上,尤其在高地区域分布最为密集,撞击坑内侧坡度很陡这一特征，首先可对距月面 24

7、00m 处的数字高程图（由附件 appendix4.m，5-2-3）采用图像直方图分析，得到其灰度直方图（程序见 appendix5.m，5-2-45x 距月面 2400m处的数字高程图的灰度直方321005x 距月面 2400m处的数字高程图的灰度直方321001)照射的阳面将出现亮区域 2)在未照到的阴面将出现阴影区域；3)5等2.4.31)照射的阳面将出现亮区域 2)在未照到的阴面将出现阴影区域；3)5等2.4.37500N25敏感器视场为 30器的视线距离尽可能短，取成像敏感器视线偏置 4045的为实现粗避障轨迹接近与水平面夹角 45的直线下降方式，着陆器合加速5-2-6xz确定推力加

8、速度大小af 和月球引力加速度大小ag 存在如下关系X Yacos tansin 为推力方向与引力方向的夹角， 为速度方向和水平方向的夹角.由于X Yacos tansin 为推力方向与引力方向的夹角， 为速度方向和水平方向的夹角.由于采用下降轨迹接近与水平面夹角 45的直线下降方式因此， =45。 综 =9。轨道设计策略：为了保证最后的避障落点精度和节省推进剂，着陆器精确避障100m30 m，1.5 m/s，水平速度接近 0。识别61)姿态和平动速度的补偿以及将每个“脚印”的斜距信息转换成垂直距离，构建2)3) 为每一个单元格构建平均坡面，采用最小二乘法拟合; 4) 单元格内每一个aa（高度

9、6)2.5.2根据 ：（高度6)2.5.2根据 ： 其中 （appendix7.m）; N 点距离为 22mM N M NY轴方向，以安全着陆M X 轴方向，因此获得安全着陆点的坐标为 ;安全着陆点与粗糙避障阶段的预定着陆点垂直方向距离 ；精确避障上端与精确避障下端的垂直方向速度差 。时 安全着陆点与粗糙避障阶段的预定着陆点垂直方向距离 ；精确避障上端与精确避障下端的垂直方向速度差 。时 （ 求 精确避障轨道横坐标与时间关864200将 的值带入解得分段轨迹方程为：1 : 2 精确避障轨道横坐标2.6100米时速度为 。该阶段运动过程中速度方向竖直向下。此时推力方向向上，与万有引力的合力令其

10、，直至距离月表面 30 0。过程 其中 为推力加速度，m 三号质量， m 又有公式 ，其中 是以米/的比冲， 时间内消 2.6100米时速度为 。该阶段运动过程中速度方向竖直向下。此时推力方向向上，与万有引力的合力令其 ，直至距离月表面 30 0。过程 其中 为推力加速度，m 三号质量， m 又有公式 ，其中 是以米/的比冲， 时间内消 记初始质量为 ,最终的质量为 ，因此 ,化简得 消耗最少，即剩余质量最大，在 和 一定的情况下就可以转化为要求 最小。由于该阶段初始速度 以由前一阶段的优化确定 消耗可通过 消耗量 3.的进行分析，在其参数标称值的基础上加上 10%的偏差，以此为参数，画出量化着陆器推力随时间变标称值+10%的偏标称标称值-10%的偏05-3-1进行分析，在其参数标称值的基础上加上 10%的偏差，以此为参数，画出量化着陆器推力随时间变标称值+10%的偏标称标称值-10%的偏05-3-15-3-2可以看出，在推力偏差的情况下，对精确避障轨道并没有实质上5-3-3 5-3-3可以看出，在比冲偏