【技术实现步骤摘要】
一种深空探测器轨道自主控制方法
本专利技术涉及一种深空探测器轨道自主控制方法，属于航空航天
技术介绍
深空探测器在行星际飞行过程中受到发射误差、导航误差、推力器执行误差等多种因素的影响，将逐渐偏离其预定设计轨道，使得探测器无法达到目标位置，导致探测任务的失败；另一方面，深空探测器在任务过程中距地面测控站远，通信时间长，无法依靠地面测控系统实施探测器的轨道控制。因此，这就要求深空探测器具备自主的轨道控制能力。随着深空探测任务对探测器自主性需求日益迫切，深空探测器轨道自主控制方法的研究是目前航天领域的热点问题之一。在已发展的深空探测器轨道自主控制方法中，在先技术[1](尚海滨,金婷,王帅,etal.基于B平面参数的行星际小推力轨道制导策略[J].北京理工大学学报,2013,33(11).)，采用一种基于目标B平面参数的闭环预测制导算法。以B平面参数为目标约束，建立目标B平面参数与离散制导参数间的关系，基于微分校正思想，采用分段逐次修正策略实现制导参数的修正。该方法采用B平面参数作为制导目标约束，提高了小推力转移...
【技术保护点】
1.一种深空探测器轨道自主控制方法，其特征在于：包括如下步骤，/n步骤一，将已知优化设计的标称轨道进行离散，得到标称轨道状态和控制量的离散化数据。/n步骤二，分别在每个轨道控制周期内预测轨道状态。/n步骤三，定义需要求解如下的滚动最优控制问题P1，基于序列凸优化方法，对滚动最优控制问题P1进行凸化处理，获得滚动最优控制问题P1的凸化模型P2，采用序列凸优化方法求解最优控制问题P2，对探测器转移轨道进行重规划，获得新的轨道控制律。/n步骤四，探测器在步骤二中对应的第i个控制周期内按照步骤三得到的控制指令执行轨道控制，直至探测器完成第i个控制周期内的飞行控制任务，令t
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
20200117 CN 202010051829X1.一种深空探测器轨道自主控制方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一，将已知优化设计的标称轨道进行离散，得到标称轨道状态和控制量的离散化数据。
步骤二，分别在每个轨道控制周期内预测轨道状态。
步骤三，定义需要求解如下的滚动最优控制问题P1，基于序列凸优化方法，对滚动最优控制问题P1进行凸化处理，获得滚动最优控制问题P1的凸化模型P2，采用序列凸优化方法求解最优控制问题P2，对探测器转移轨道进行重规划，获得新的轨道控制律。
步骤四，探测器在步骤二中对应的第i个控制周期内按照步骤三得到的控制指令执行轨道控制，直至探测器完成第i个控制周期内的飞行控制任务，令ti+1＝ti+ΔT，其中ti为第i个控制周期的起始时间，ti+1为第i+1个控制周期的起始时间，ΔT为控制周期，返回步骤二。
步骤五，重复迭代步骤二至步骤四，直至轨道自主控制终止。
2.如权利要求1所述的一种深空探测器轨道自主控制方法，其特征在于：步骤一实现方法为，
建立深空探测器的轨道动力学模型为：
其中：r、v、m分别表示探测器的位置、速度与质量；T为探测器的三维推力矢量；μ表示太阳引力系数、αfuel为探测器质量消耗率。
由于探测器推进系统产生的推力大小受限，因此探测器三维推力矢量的模长应满足如下约束条件：
||T||≤Tmax
令x＝[rTvTm]T,
已知标称轨道状态xref与控制量uref，标称轨道的起始时间t0与终端时刻tf，将标称轨道进行N等分，得到控制周期ΔT＝(tf-t0)/N，即实现标称轨道状态和控制量的离散化处理，得到标称轨道状态和控制量的离散化数据。
3.如权利要求2所述的一种深空探测器轨道自主控制方法，其特征在于：步骤二实现方法为，
对于第i个(i＝1,2,…,N)控制周期，起始时间为ti，根据导航系统估计值获得ti时刻探测器的估计状态x(ti)，即实现轨道状态预测。
技术研发人员：尚海滨，杨浩瀚，崔平远，韦炳威，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。