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题名一种新型火星定点着陆轨迹快速优化方法
被引量：11
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作者
任高峰
崔平远
崔祜涛
栾恩杰
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机构
哈尔滨工业大学深空探测基础研究中心
飞行器动力学与控制教育部重点实验室
北京理工大学深空探测技术研究所
国家国防科技工业局科技委
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第4期464-472,共9页
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基金
国家重点基础研究发展计划(973计划)(2012CB720000)
国家自然科学基金(60874094
+2 种基金
61174201)
高等学校博士学科点专项科研基金(20111101110001)
北京理工大学创新团队
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文摘
针对火星定点着陆任务大气进入段的轨迹规划问题,给出了一种基于hp-Radau伪谱法的快速优化算法。综合考虑大气进入段的动力学约束、边值约束、以及着陆器的机动能力约束和安全性约束,结合hp-Radau伪谱法的配点特性,将轨迹优化问题转换成一个大规模多约束参数优化问题,给出了大气进入段轨迹优化问题的求解框架;为了提高算法的计算效率,给出了参数优化过程中雅克比矩阵的解析表达式;并通过数学仿真对本文算法进行了数值验证,结果表明:(1)hp-Radau伪谱法可有效应用于火星着陆大气进入段的轨迹规划问题,并且比Radau伪谱法具有更强的针对性和更高的计算效率;(2)与数值差分方法求解雅克比矩阵相比,引入雅克比矩阵的解析表达式能够将算法的计算效率和耗时稳定性大大提高,分别为58.75%和85.58%。
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关键词
hp-Radau伪谱法
火星定点着陆
轨迹优化
解析雅克比矩阵
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Keywords
hp-Radau pseudospectral method
Mars pin-point landing
Trajectory optimization
Analytical Jacbian matrix
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分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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