基于微分方程模型的火星探测器最优着陆控制方案
更新日期:2022-03-11     浏览次数:160
核心提示:最新的研究成果,本论文的主要观点为本文依据火星探测器着陆的过程,对其中的气动减速、阻尼伞、动力减速三个阶段进行了着重分析。 在探测器着陆的过

最新的研究成果,本论文的主要观点为本文依据火星探测器着陆的过程,对其中的气动减速、阻尼伞、动力减速三个阶段进行了着重分析。 在探测器着陆的过程中,通过分别控制气动减速阶段、阻尼伞阶段、动力减速阶段的最短时间达到着陆总时间最短。在气动减速阶段,从影响攻角大小因素入手,确定各系数数值,同时运用微分方程模型与MATLAB求解第一阶段的时间。在阻尼伞阶段,通过受力分析,建立竖直方向微分方程并用MATLAB求解相应图像。气动减速阶段则根据所知发动机提供的最大推力进行持续输出动力算出该阶段匀减速最短时间。 在一定的着陆时间内,能量消耗主要存在于动力减速阶段,利用第三阶段下降的时间和发动机推力乘积最小达到能量消耗最少。在气动减速阶段调整攻角使阻力最大充分减速,并解得下一阶段最小初速度。阻尼伞阶段速度减少量一定。在动力减速阶段,由探测器的推动力波动对二、三阶段进行非线性规划,得出探测器降落所需时间。由此反推,根据时间分段,进行速度分析,确定能量消耗。 本文通过火星探测器着陆过程中三个阶段的探索,确定其时间并绘制出速度、重力加速度和大气密度的变化趋势。不知是否符合录用要求,望您批评与指正。