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火星进入段自适应预测校正制导方法
  • ISSN号:1000-1328
  • 期刊名称:《宇航学报》
  • 时间:0
  • 分类:V448[航空宇航科学与技术—飞行器设计;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:北京控制工程研究所,北京100190
  • 相关基金:国家自然科学基金(61333008)
作者: 李毛毛, 胡军
中文摘要:

针对火星进入段预测制导收敛性和可解性问题,给出基于一阶特征模型的全系数自适应预测校正制导律。该方法首先通过时变动态增益变换技术大幅度降低预测误差与制导修正量之间的时变动态增益;然后对变换后的系统建立修正量与广义航程误差间的一阶特征模型,应用全系数自适应方法估计一阶特征模型系数并求取制导修正量;再由标称制导剖面和制导修正量确定纵向制导输出,横向制导采用传统的漏斗边界制导方法。本文方法每个制导周期仅执行一次预测制导,依靠自适应控制的逐次逼近实现制导的收敛性,避免了基于迭代的传统预测校正制导方法的收敛性问题。针对预测校正制导收敛性这一国际上的难题,本文首次证明了全系数自适应预测校正制导律的收敛性。最后针对火星进入点多种初始误差的组合,以及火星大气密度和探测器气动参数的偏差,进行了多条轨迹的仿真。结果表明,全系数自适应预测校正制导具有较高的精度,在计算时间上也要优于基于迭代的预测校正制导方案,更加适合在工程上的应用。

英文摘要:

Aiming at the convergence and solvability problems of Mars entry guidance, the all-coefficient adaptive predictor-corrector guidance method based on the first order characteristic model is proposed. The first step, the time- varying dynamic gain transformation technology is used, reducing the time-varying dynamic gain between predictor error and the guidance increment substantially. The second step, the first order characteristic model which describes the relationship between guidance increment and the error of generalized predictive range is established. The coefficients of characteristic model are estimated with all-coefficient adaptive method, and then the guidance increment is obtained. The output of longitudinal guidance concludes the nominal guidance quantity and the guidance increment. The traditional classical funnel bank angle reversal method is used for the lateral guidance. The above predictor-corrector guidance is executed only once during a guidance period. The convergence of guidance is guaranteed by the successive approximation of adaptive control, so the convergence problem of conventional predictor-corrector guidance based on iteration method is avoided effectively. Aiming at the international problem of predictor-corrector guidance's convergence, the convergence of the all-coefficient adaptive predictor-corrector guidance method is proved for the first time. Finally, numerical simulation is done with different initial errors, the deviation of Mars' atmosphere density and aerodynamic parameters of Mars explorer. The results show that the all-coefficient adaptive predictor-corrector guidance method has higher accuracy than the predictor-corrector guidance method based on numerical iteration, and the time of algorithm is shorter. Consequently, the proposed all- coefficient adaptive predictor-corrector guidance method is more suitable for engineering applications.

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期刊信息
  • 《宇航学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国宇航学会
  • 主编:杜善义
  • 地址:北京市海淀区阜成路8号主楼306
  • 邮编:100048
  • 邮箱:yhxb@vip.163.com
  • 电话:010-68768614 68767316
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1328
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2053/V
  • 邮发代号:2-167
  • 获奖情况:
  • 2006、2011年百种中国杰出学术期刊,2007年中国科协精品科技期刊工程,2006-2008年中国科技期刊优秀学术论文奖,2011年《中国精品科技期刊》称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17670