[發(fā)明專利]一種基于直接法的火箭軟著陸軌跡規(guī)劃方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011483750.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN112629339B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋征宇;王聰;胡海峰;鞏慶海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航天自動(dòng)控制研究所
• 主分類號(hào): F42B15/00
• 分類號(hào): F42B15/00;F42B15/01;F42B10/48
• 代理公司: 北京一枝筆知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11791
• 代理人: 張慶瑞

1.一種基于直接法的火箭軟著陸軌跡規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據(jù)火箭軟著陸過程建立考慮推力變化率和程序角速度的火箭動(dòng)力軟著陸段運(yùn)動(dòng)方程，其中，所述火箭動(dòng)力軟著陸段運(yùn)動(dòng)方程為

D＝0.5ρS_refC_D||V||V

其中，r＝[x,y,z]^T為位置矢量，x為火箭在x軸的位置，y為火箭在y軸的位置，z為火箭在z軸的位置，V＝[V_x,V_y,V_z]^T為速度矢量，m為火箭質(zhì)量，T為發(fā)動(dòng)機(jī)推力幅值，D為氣動(dòng)阻力，ρ為大氣密度，S_ref為參考面積，C_D為氣動(dòng)阻力系數(shù)，g為目標(biāo)系下的重力加速度矢量，I_sp為發(fā)動(dòng)機(jī)比沖，g₀為海平面重力加速度，ψ為偏航角，為俯仰角，ω_ψ和分別表示俯仰角速度和偏航角速度，δ_T表示發(fā)動(dòng)機(jī)推力變化率；

根據(jù)火箭軟著陸運(yùn)動(dòng)過程建立火箭動(dòng)力軟著陸段狀態(tài)約束方程，其中，所述火箭動(dòng)力軟著陸段狀態(tài)約束方程包括:火箭動(dòng)力軟著陸段初始狀態(tài)約束方程、火箭動(dòng)力軟著陸段終端狀態(tài)約束方程和火箭動(dòng)力軟著陸段過程約束方程；

根據(jù)所述火箭動(dòng)力軟著陸段狀態(tài)約束方程和所述火箭動(dòng)力軟著陸段運(yùn)動(dòng)方程建立火箭動(dòng)力軟著陸段在線軌跡規(guī)劃方程；

在線滾動(dòng)規(guī)劃火箭著陸軌跡。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于直接法的火箭軟著陸軌跡規(guī)劃方法，其特征在于，根據(jù)火箭軟著陸過程建立考慮推力變化率和程序角速度的火箭動(dòng)力軟著陸段運(yùn)動(dòng)方程，包括：

構(gòu)建目標(biāo)坐標(biāo)系，在該所述目標(biāo)系下描述火箭軟著陸三自由度質(zhì)心運(yùn)動(dòng)；

構(gòu)建火箭動(dòng)力軟著陸段運(yùn)動(dòng)方程，其中，影響所述火箭動(dòng)力軟著陸段運(yùn)動(dòng)的因素包括：推力變化率和程序角速度。

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于直接法的火箭軟著陸軌跡規(guī)劃方法，其特征在于：所述火箭動(dòng)力軟著陸段初始狀態(tài)約束方程為

[r₀,V₀,m₀]＝[r,V,m](t₀)

其中，t₀為火箭當(dāng)前時(shí)刻，r₀表示當(dāng)前時(shí)刻火箭的位置，V₀表示當(dāng)前時(shí)刻火箭的速度，m₀表示當(dāng)前時(shí)刻火箭的質(zhì)量。