火星著陸器動力下降段燃料最優精確著陸軌跡計算與分析

作者：郭延寧,王強,李傳江

摘要：為了利用有限燃料成功完成火星精確著陸任務，本文研究了考慮各種約束的動力下降段燃料最優軌跡優化問題，并進而分析了最優軌跡的特點。針對變推力發動機情況，首先基于推力器幅值、火星地表碰撞、下降傾角等因素描述了動力下降段的燃料最優精確著陸問題，并給出了相應的等效最優化問題；接著將等效最優化問題進行離散化，并最終轉換為考慮線性約束和二階錐約束的最優化問題。最后，計算了典型著陸器燃料最優精確著陸軌跡。通過對軌跡分布的研究發現，最優軌跡可以分為S型和C型兩種，且最終均收斂于與探測器初始條件相關的圓錐體內，該結論對于上注路徑點的選取以及著陸器自主制導方案的選取都具有重要的參考價值。

發文機構：哈爾濱工業大學控制科學與工程系 上海衛星工程研究所

關鍵詞：火星探測精確著陸動力下降段制導律燃料最優

分類號： V529[航空宇航科學與技術—人機與環境工程][航空宇航科學技術]