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3种六自由度动力下降凸优化制导方法
1
作者
王驰
刘伟
高扬
《北京航空航天大学学报》
北大核心
2025年第4期1292-1303,共12页
飞行器动力下降软着陆的一个关键技术在于实时求解六自由度(6-DoF)动力下降制导问题,该问题可以描述为多约束条件下的燃料最省轨迹优化问题。选取飞行时间、时间替代变量、轨迹高度3种自变量建立3种优化模型,将原始轨迹优化问题转化为...
飞行器动力下降软着陆的一个关键技术在于实时求解六自由度(6-DoF)动力下降制导问题,该问题可以描述为多约束条件下的燃料最省轨迹优化问题。选取飞行时间、时间替代变量、轨迹高度3种自变量建立3种优化模型,将原始轨迹优化问题转化为序列凸优化可解形式进行迭代求解,形成了3种在线制导方法。比较3种制导方法在收敛性、实时性、最优性及求解精度上的差异,结果表明:3种制导方法均能求解六自由度动力下降问题;自变量为飞行时间的制导方法计算时间最短且燃料消耗最少,但需要预先确定动力下降飞行时间;基于其余2类自变量的制导方法能够优化动力下降飞行时间,但均为次优解,且计算时间显著增加;相同离散点数量下3种方法的求解精度相近。若采用序列凸优化作为动力下降在线制导方案,如何确定最优飞行时间、逼近燃料最优解及进一步缩短计算时间等仍有待深入研究。
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关键词
六自由度
动力下降
自主制导
凸优化
最优飞行时间
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职称材料
小天体软着陆自主光学导航与制导方法研究
被引量:
14
2
作者
崔平远
朱圣英
崔祜涛
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第6期2159-2164,2198,共7页
针对小天体软着陆任务自主性、实时性的需求,对软着陆小天体自主导航与制导问题进行了研究。提出了一种利用激光测距仪和光学导航相机跟踪目标着陆点的自主导航方案,利用测距矢量以及目标点之间的几何关系,确定着陆平面法向方向和目标...
针对小天体软着陆任务自主性、实时性的需求,对软着陆小天体自主导航与制导问题进行了研究。提出了一种利用激光测距仪和光学导航相机跟踪目标着陆点的自主导航方案,利用测距矢量以及目标点之间的几何关系,确定着陆平面法向方向和目标点位置。分析期望的探测器下降轨迹特点,给出了一种基于制导变量的脉冲控制制导律,通过对目标点视线与着陆平面法向矢量之间夹角的控制,将软着陆小天体控制分解为切向控制与法向控制两部分。最后,通过数学仿真对自主导航制导系统的性能进行了验证,结果表明该方法能够满足垂直软着陆的任务需要,实现高精度软着陆。
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关键词
自主
导航与
制导
软着陆
小天体
目标跟踪
制导
变量
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职称材料
火星动力下降自主导航与制导技术研究进展
被引量:
21
3
作者
崔平远
秦同
朱圣英
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期1-9,共9页
基于火星定点软着陆探测任务的需求,阐述了火星着陆动力下降导航与制导技术的必要性。首先分析了火星着陆动力下降段导航与制导问题,并总结了动力下降段导航与制导面临的挑战与难点,然后综述了动力下降段导航与制导技术的研究现状。最...
基于火星定点软着陆探测任务的需求,阐述了火星着陆动力下降导航与制导技术的必要性。首先分析了火星着陆动力下降段导航与制导问题,并总结了动力下降段导航与制导面临的挑战与难点,然后综述了动力下降段导航与制导技术的研究现状。最后针对未来复杂地形区精确着陆,提出了实现火星动力下降段高精度自主导航与制导需要解决的关键问题。
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关键词
火星着陆
动力下降
自主
导航与
制导
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职称材料
地外天体着陆自主避障制导技术研究进展
被引量:
6
4
作者
朱圣英
杨贺
+1 位作者
黄翔宇
崔平远
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期1785-1796,共12页
基于地外天体软着陆探测任务的需求,阐述了地外天体着陆自主避障制导技术的研究进展。首先对典型的地外天体着陆探测任务进行回顾与分析,并总结了着陆避障制导面临的形貌复杂多样、控制资源受限、避障精度要求高、星载计算资源有限等挑...
基于地外天体软着陆探测任务的需求,阐述了地外天体着陆自主避障制导技术的研究进展。首先对典型的地外天体着陆探测任务进行回顾与分析,并总结了着陆避障制导面临的形貌复杂多样、控制资源受限、避障精度要求高、星载计算资源有限等挑战与难点。在此基础上,从自主障碍评估和自主障碍规避两个方面梳理了着陆避障制导的研究现状。最后,结合未来地外天体探测任务需求,对着陆避障制导技术的发展方向进行了展望。
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关键词
地外天体探测
地外天体着陆
自主
障碍评估
自主
避障
制导
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职称材料
小行星撞击探测自主导航与制导控制方法
5
作者
刘璟
朱圣英
+1 位作者
唐玉华
徐瑞
《深空探测学报(中英文)》
CSCD
北大核心
2023年第4期405-412,共8页
针对撞击器自主导航与制导控制系统的工作模式,设计了自主光学信息处理算法、自主光学导航算法与轨道修正制导律。基于自主导航与制导控制系统,搭建了小行星撞击探测自主导航与制导控制综合试验系统,开展了小行星撞击自主导航与制导控...
针对撞击器自主导航与制导控制系统的工作模式,设计了自主光学信息处理算法、自主光学导航算法与轨道修正制导律。基于自主导航与制导控制系统,搭建了小行星撞击探测自主导航与制导控制综合试验系统,开展了小行星撞击自主导航与制导控制地面半物理仿真试验。仿真结果表明,所提出的自主导航与制导控制方法实现了高精度的小行星撞击,可为小行星探测任务提供技术支持。
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关键词
小行星
撞击探测
自主
导航与
制导
控制
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职称材料
模糊控制在复合制导中的应用
被引量:
5
6
作者
罗喜霜
张天桥
《弹箭与制导学报》
CSCD
北大核心
2001年第2期1-4,共4页
主要讨论模糊控制在导弹复合制导中的应用及其仿真结果分析 ,阐述了模糊控制指令的形成 ,改进模糊控制的方法—引入仿人智能积分控制 ,明确了模糊控制的优点 ,分析了在其他制导方法如惯性制导中应用的可能性。
关键词
模糊控制
复合
制导
比例导引
自主制导
导弹
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职称材料
深空探测器自主控制技术综述
被引量:
14
7
作者
王大轶
符方舟
+4 位作者
孟林智
李文博
李茂登
徐超
葛东明
《深空探测学报》
2019年第4期317-327,共11页
深空探测是人类考察、勘探和定居地球外其它天体的第1步,而深空探测器的自主控制技术则是确保深空探测任务成功完成的重要关键技术之一。从“自主导航、自主制导与控制、自主任务规划、自主故障诊断与重构”4个方面对深空探测器自主控...
深空探测是人类考察、勘探和定居地球外其它天体的第1步,而深空探测器的自主控制技术则是确保深空探测任务成功完成的重要关键技术之一。从“自主导航、自主制导与控制、自主任务规划、自主故障诊断与重构”4个方面对深空探测器自主控制技术的研究现状进行综述,分析了已有的深空探测器自主控制技术存在的问题,并根据深空探测技术发展和任务实施的需求,提出了深空探测器自主控制技术未来研究的发展趋势。
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关键词
深空探测器
自主
导航
自主制导
与控制
自主
任务规划
自主
故障诊断与重构
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职称材料
欧美精确空投系统
被引量:
12
8
作者
张锋
王海涛
《兵工自动化》
2007年第6期I0007-I0008,共2页
欧美将精确制导及GPS导航等控制技术与空投技术的相融合,研制出多种空投系统。美国PADS精确空投系统、AGAS可承受制导空投系统、GDS普通投送系统、“尖叫者”快速投送系统、ONYX自主制导伞降系统、半刚性可展开翼(SDW)精确投放系统。加...
欧美将精确制导及GPS导航等控制技术与空投技术的相融合,研制出多种空投系统。美国PADS精确空投系统、AGAS可承受制导空投系统、GDS普通投送系统、“尖叫者”快速投送系统、ONYX自主制导伞降系统、半刚性可展开翼(SDW)精确投放系统。加拿大“雪雁”、“夏尔巴人”精确空投系统。德国“SLG-SYS”自主滑翔伞降系统。荷兰“黑桃”小翼伞自主投送系统英国的“CADS”可控空投系统。
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关键词
投放系统
空投
欧美
控制技术
精确
制导
GPS导航
自主制导
GDS
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职称材料
日本可重复使用多功能SFU及其关键技术分析
9
作者
王存恩
《控制工程(北京)》
1993年第6期23-33,共11页
本文简要地介绍了日本宇宙科学研究所计划于1994年用 H-Ⅱ火箭发射、可重复使用的实验、观测两用空间自由飞行器(SFU)的设计特点,分析了它的关键技术,简要地阐述了 SFU 前两次飞行的主要实验和观测任务。
关键词
飞行器
全
自主制导
卫星
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职称材料
题名
3种六自由度动力下降凸优化制导方法
1
作者
王驰
刘伟
高扬
机构
中国科学院大学航空宇航学院
中国科学院空间应用工程与技术中心太空应用重点实验室
出处
《北京航空航天大学学报》
北大核心
2025年第4期1292-1303,共12页
基金
中国科学院青年创新促进会项目(292020000040)。
文摘
飞行器动力下降软着陆的一个关键技术在于实时求解六自由度(6-DoF)动力下降制导问题,该问题可以描述为多约束条件下的燃料最省轨迹优化问题。选取飞行时间、时间替代变量、轨迹高度3种自变量建立3种优化模型,将原始轨迹优化问题转化为序列凸优化可解形式进行迭代求解,形成了3种在线制导方法。比较3种制导方法在收敛性、实时性、最优性及求解精度上的差异,结果表明:3种制导方法均能求解六自由度动力下降问题;自变量为飞行时间的制导方法计算时间最短且燃料消耗最少,但需要预先确定动力下降飞行时间;基于其余2类自变量的制导方法能够优化动力下降飞行时间,但均为次优解,且计算时间显著增加;相同离散点数量下3种方法的求解精度相近。若采用序列凸优化作为动力下降在线制导方案,如何确定最优飞行时间、逼近燃料最优解及进一步缩短计算时间等仍有待深入研究。
关键词
六自由度
动力下降
自主制导
凸优化
最优飞行时间
Keywords
six degrees of freedom
powered descent
autonomous guidance
convex optimization
optimal flight time
分类号
V448.131 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
V448.233 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
小天体软着陆自主光学导航与制导方法研究
被引量:
14
2
作者
崔平远
朱圣英
崔祜涛
机构
哈尔滨工业大学深空探测基础研究中心
北京理工大学宇航学院深空探测技术研究所
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第6期2159-2164,2198,共7页
基金
国家自然科学基金(60874094)
文摘
针对小天体软着陆任务自主性、实时性的需求,对软着陆小天体自主导航与制导问题进行了研究。提出了一种利用激光测距仪和光学导航相机跟踪目标着陆点的自主导航方案,利用测距矢量以及目标点之间的几何关系,确定着陆平面法向方向和目标点位置。分析期望的探测器下降轨迹特点,给出了一种基于制导变量的脉冲控制制导律,通过对目标点视线与着陆平面法向矢量之间夹角的控制,将软着陆小天体控制分解为切向控制与法向控制两部分。最后,通过数学仿真对自主导航制导系统的性能进行了验证,结果表明该方法能够满足垂直软着陆的任务需要,实现高精度软着陆。
关键词
自主
导航与
制导
软着陆
小天体
目标跟踪
制导
变量
Keywords
Autonomous navigation and guidance
Soft landing
Small body
Target tracking
Guide variable
分类号
V448.233 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
火星动力下降自主导航与制导技术研究进展
被引量:
21
3
作者
崔平远
秦同
朱圣英
机构
北京理工大学宇航学院
深空自主导航与控制工信部重点实验室
飞行器动力学与控制教育部重点实验室
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期1-9,共9页
基金
国家重点研发计划(2019YFA0706500)
国家自然科学基金(61374216,61304248,61873302,61973032,61976020)
+1 种基金
基础科研(JCKY2018602B002,JCKY2019602D022)
民用航天预研.
文摘
基于火星定点软着陆探测任务的需求,阐述了火星着陆动力下降导航与制导技术的必要性。首先分析了火星着陆动力下降段导航与制导问题,并总结了动力下降段导航与制导面临的挑战与难点,然后综述了动力下降段导航与制导技术的研究现状。最后针对未来复杂地形区精确着陆,提出了实现火星动力下降段高精度自主导航与制导需要解决的关键问题。
关键词
火星着陆
动力下降
自主
导航与
制导
Keywords
Mars landing
Powered descent phase
Autonomous navigation and guidance
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
地外天体着陆自主避障制导技术研究进展
被引量:
6
4
作者
朱圣英
杨贺
黄翔宇
崔平远
机构
北京理工大学宇航学院
深空自主导航与控制工业和信息化部重点实验室
北京控制工程研究所
空间智能控制技术全国重点实验室
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期1785-1796,共12页
基金
国家重点研发计划(2019YFA0706500)
国家自然科学基金(61973032)
+1 种基金
空间碎片专项(KJSP2020020302)
国防科工局稳定支持项目(HTKJ2022KL502001)。
文摘
基于地外天体软着陆探测任务的需求,阐述了地外天体着陆自主避障制导技术的研究进展。首先对典型的地外天体着陆探测任务进行回顾与分析,并总结了着陆避障制导面临的形貌复杂多样、控制资源受限、避障精度要求高、星载计算资源有限等挑战与难点。在此基础上,从自主障碍评估和自主障碍规避两个方面梳理了着陆避障制导的研究现状。最后,结合未来地外天体探测任务需求,对着陆避障制导技术的发展方向进行了展望。
关键词
地外天体探测
地外天体着陆
自主
障碍评估
自主
避障
制导
Keywords
Extraterrestrial body exploration
Extraterrestrial body landing
Autonomous hazard assessment
Autonomous hazard avoidance
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
小行星撞击探测自主导航与制导控制方法
5
作者
刘璟
朱圣英
唐玉华
徐瑞
机构
北京理工大学深空探测技术研究所
深空自主导航与控制工信部重点实验室
深空探测实验室
出处
《深空探测学报(中英文)》
CSCD
北大核心
2023年第4期405-412,共8页
基金
空间碎片专项基金(KJSP2020020302)
国家自然科学基金(U20B2055)。
文摘
针对撞击器自主导航与制导控制系统的工作模式,设计了自主光学信息处理算法、自主光学导航算法与轨道修正制导律。基于自主导航与制导控制系统,搭建了小行星撞击探测自主导航与制导控制综合试验系统,开展了小行星撞击自主导航与制导控制地面半物理仿真试验。仿真结果表明,所提出的自主导航与制导控制方法实现了高精度的小行星撞击,可为小行星探测任务提供技术支持。
关键词
小行星
撞击探测
自主
导航与
制导
控制
Keywords
small body
impact detection
autonomous guidance navigation and control
分类号
V476.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
模糊控制在复合制导中的应用
被引量:
5
6
作者
罗喜霜
张天桥
机构
北京理工大学
出处
《弹箭与制导学报》
CSCD
北大核心
2001年第2期1-4,共4页
文摘
主要讨论模糊控制在导弹复合制导中的应用及其仿真结果分析 ,阐述了模糊控制指令的形成 ,改进模糊控制的方法—引入仿人智能积分控制 ,明确了模糊控制的优点 ,分析了在其他制导方法如惯性制导中应用的可能性。
关键词
模糊控制
复合
制导
比例导引
自主制导
导弹
Keywords
Fuzzy ontrol
Combined guidance
Proportional navigation
Self contained guidance
Programmed trajectory
分类号
TJ765.3 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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职称材料
题名
深空探测器自主控制技术综述
被引量:
14
7
作者
王大轶
符方舟
孟林智
李文博
李茂登
徐超
葛东明
机构
北京空间飞行器总体设计部
北京控制工程研究所
出处
《深空探测学报》
2019年第4期317-327,共11页
基金
国家杰出青年科学基金资助项目(61525301)
国家自然科学基金资助项目(61690215,61640304,61573060,61203093)
文摘
深空探测是人类考察、勘探和定居地球外其它天体的第1步,而深空探测器的自主控制技术则是确保深空探测任务成功完成的重要关键技术之一。从“自主导航、自主制导与控制、自主任务规划、自主故障诊断与重构”4个方面对深空探测器自主控制技术的研究现状进行综述,分析了已有的深空探测器自主控制技术存在的问题,并根据深空探测技术发展和任务实施的需求,提出了深空探测器自主控制技术未来研究的发展趋势。
关键词
深空探测器
自主
导航
自主制导
与控制
自主
任务规划
自主
故障诊断与重构
Keywords
deep space probes
autonomousnavigation
autonomous guidance and control
autonomous mission planning
autonomous fault diagnosis and reconfiguration
分类号
TP29 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
欧美精确空投系统
被引量:
12
8
作者
张锋
王海涛
机构
军械工程学院
出处
《兵工自动化》
2007年第6期I0007-I0008,共2页
文摘
欧美将精确制导及GPS导航等控制技术与空投技术的相融合,研制出多种空投系统。美国PADS精确空投系统、AGAS可承受制导空投系统、GDS普通投送系统、“尖叫者”快速投送系统、ONYX自主制导伞降系统、半刚性可展开翼(SDW)精确投放系统。加拿大“雪雁”、“夏尔巴人”精确空投系统。德国“SLG-SYS”自主滑翔伞降系统。荷兰“黑桃”小翼伞自主投送系统英国的“CADS”可控空投系统。
关键词
投放系统
空投
欧美
控制技术
精确
制导
GPS导航
自主制导
GDS
分类号
TJ765.3 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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职称材料
题名
日本可重复使用多功能SFU及其关键技术分析
9
作者
王存恩
出处
《控制工程(北京)》
1993年第6期23-33,共11页
文摘
本文简要地介绍了日本宇宙科学研究所计划于1994年用 H-Ⅱ火箭发射、可重复使用的实验、观测两用空间自由飞行器(SFU)的设计特点,分析了它的关键技术,简要地阐述了 SFU 前两次飞行的主要实验和观测任务。
关键词
飞行器
全
自主制导
卫星
分类号
V448.23 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
3种六自由度动力下降凸优化制导方法
王驰
刘伟
高扬
《北京航空航天大学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
小天体软着陆自主光学导航与制导方法研究
崔平远
朱圣英
崔祜涛
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009
14
在线阅读
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职称材料
3
火星动力下降自主导航与制导技术研究进展
崔平远
秦同
朱圣英
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
21
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职称材料
4
地外天体着陆自主避障制导技术研究进展
朱圣英
杨贺
黄翔宇
崔平远
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
6
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职称材料
5
小行星撞击探测自主导航与制导控制方法
刘璟
朱圣英
唐玉华
徐瑞
《深空探测学报(中英文)》
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
6
模糊控制在复合制导中的应用
罗喜霜
张天桥
《弹箭与制导学报》
CSCD
北大核心
2001
5
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职称材料
7
深空探测器自主控制技术综述
王大轶
符方舟
孟林智
李文博
李茂登
徐超
葛东明
《深空探测学报》
2019
14
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职称材料
8
欧美精确空投系统
张锋
王海涛
《兵工自动化》
2007
12
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职称材料
9
日本可重复使用多功能SFU及其关键技术分析
王存恩
《控制工程(北京)》
1993
0
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职称材料
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