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公开(公告)号:CN114895700B
公开(公告)日:2023-05-16
申请号:CN202210353085.6
申请日:2022-04-06
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开的本发明公开的带终端时间约束的进入飞行器阻力剖面规划方法,属于飞行器制导控制领域。本发明在满足常规进入终端约束和进入过程约束的基础上,基于分段线性阻力剖面建立终端时间与阻力剖面参数间的关系,通过所述终端时间与阻力剖面参数间的关系加入终端时间约束,即通过调整第一分段点对应的阻力加速度值D1值调整阻力剖面,使阻力剖面满足时间约束,进而实现带终端时间约束的进入飞行器阻力剖面规划,将经典阻力剖面方法的适用范围拓展至带终端时间约束的阻力剖面规划方法。参加协同任务的飞行器对满足终端时间约束的阻力加速度剖面进行跟踪,实现飞行器在相同时间抵达目标点。本发明具有易于实现且规划效率高的优点。
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公开(公告)号:CN115616910A
公开(公告)日:2023-01-17
申请号:CN202211241768.9
申请日:2022-10-11
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开的一种小天体柔性附着轨迹凸规划方法,属于深空探测技术领域。本发明根据柔性着陆器初始状态、末端状态信息和附着过程中需要满足的约束条件,构造小天体柔性附着轨迹规划问题。柔性附着轨迹规划问题具有强非线性的柔性附着动力学模型和非凸柔性约束。通过在柔性附着动力学模型中引入同伦参数构造用于小天体柔性附着轨迹规划的辅助问题,辅助问题通过同伦参数将刚性附着轨迹规划问题和柔性附着轨迹规划问题平滑连接,通过迭代求解线性化、离散化后的辅助问题所构造的辅助子问题序列,避免直接求解复杂的柔性附着问题,在计算资源有限条件下实现小天体柔性附着燃耗最优轨迹的在线规划,提高小天体柔性附着轨迹凸规划的收敛性和鲁棒性。
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公开(公告)号:CN112131790B
公开(公告)日:2022-09-06
申请号:CN202011006430.6
申请日:2020-09-23
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/27 , G06F30/15 , G06F111/06
Abstract: 本发明公开的复杂环境下的航天器姿态机动能量优化方法,属于航天器姿态规划和能量优化领域。本发明实现方法:根据控制参数的上下限,生成航天器姿态机动路径初始化种群个体,选择种群中总体适应度函数值最小的个体为最优个体,设计组合变异方法引导当前种群个体变异,生成新的变异个体,进行交叉变换,生成新的交叉个体,将交叉个体和当前种群个体进行比较,选择总体适应度函数值最小的个体成为下一代种群成员,组合所有成员得到下一代的总体种群,将其中最优个体的总体适应度函数值与设定的收敛适应度值进行比较,判断是否找到种群最优解。若没有找到,进行下一代种群进化,若找种群最优解,输出当前最优个体,得到航天器能量最优姿态机动路径。
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公开(公告)号:CN112906573B
公开(公告)日:2022-06-28
申请号:CN202110194541.2
申请日:2021-02-10
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及基于轮廓点集的行星表面导航路标匹配方法,属于深空探测领域。本发明探测器分别对行星表面图像A和数据库地图B进行导航路标边缘的检测和拟合,通过导航路标拟合轮廓离散化,获得轮廓点集坐标。计算所得的离散点集的相似度距离。选取点集相似度矩阵中数值最小的三对导航路标作为有效匹配路标,并计算单应性变换矩阵。由单应性变换矩阵求取待匹配图像导航路标中心坐标的仿射变换坐标,利用图的导航路标中心像素坐标计算距离偏差,构造匹配距离矩阵并搜索匹配距离最小的导航路标作为匹配路标。本发明匹配适用对象更加广泛,可对光学图像中陨石坑、岩石、沟壑等地形进行同时匹配,适用于序列图像以及数据库地图的匹配和跟踪。
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公开(公告)号:CN114399225A
公开(公告)日:2022-04-26
申请号:CN202210076784.0
申请日:2022-01-24
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06Q10/06
Abstract: 本发明公开的一种基于Q‑Learning的深空探测器任务规划方法,属于航空航天技术领域。本发明将结构化表达方法表达的状态空间本身和状态的转移,以Q‑Learning方法识别的扁平化数值、向量和矩阵形式输入强化学习的训练过程,完成Q‑Learning方法对规划的训练,能够提升对突发事件适应性的基础上,提升小行星探测任务规划、转移效率。本发明采用向量和矩阵表达规划中的状态和动作关系,能够很好的表达规划中状态空间各状态以及各状态之间的转移方式、转移条件和转移效果,进而提高小行星探测任务轨道转移精度。本发明训练之后的模型拥有快速获得规划解和从其它初始状态开始规划的能力,提升规划效率和规划过程的鲁棒性。
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公开(公告)号:CN113805599A
公开(公告)日:2021-12-17
申请号:CN202111001304.6
申请日:2021-08-30
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的基于参数化控制剖面的多约束轨迹快速规划方法,属于飞行器制导与控制技术领域。本发明实现方法为:通过设计参数化攻角控制剖面,将攻角与时间作为待调参数,用于调节飞行器终端速度;对控制剖面进行光滑处理,得到满足控制量约束的攻角曲线;优化设计攻角参数,将轨迹规划问题转化为时间参数规划问题,并通过在线规划时间参数得到多约束飞行轨迹。本发明主要用于解决控制量约束及终端位置、角度、速度约束条件下的飞行轨迹快速规划问题,对初始状态扰动具有鲁棒性,能够在满足控制量约束及终端状态约束的前提下,通过求解攻角参数优化问题降低轨迹规划维度,缩短规划时间,提高规划效率。
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公开(公告)号:CN112631285B
公开(公告)日:2021-11-23
申请号:CN202011441900.1
申请日:2020-12-08
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开的小天体附着自主避障轨迹快速生成方法,属于深空探测技术领域。本发明通过“地形走势实时拟合”加“避障轨迹快速更新”的组合实现自适应避障制导。星载计算机根据激光测距仪测得的小天体表面高程信息序列,对地形走势进行拟合。使用当前地形拟合曲线终点的斜率以直线的形式向前延伸,对前方地形走势进行判断,评估当前飞行轨迹安全性。当前满足预设安全性要求时,按照解析能量最优制导律进行制导。当前不满足预设安全性要求时,通过调节三个方向的推力输出比例实现对轨迹几何曲率的调整,实现对参考避障轨迹的跟踪。循环进行上述地形评估和避障机动,最终达到在尽可能避免推力饱和的条件下实现地形障碍规避,完成安全附着的目标。
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公开(公告)号:CN112099519B
公开(公告)日:2021-09-03
申请号:CN202011006501.2
申请日:2020-09-23
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开的航天器控制力矩陀螺的快速奇异躲避规划方法,属于航天器姿态规划和控制力矩陀螺控制领域。根据当前控制系统的指令力矩,计算当前控制力矩陀螺的饱和奇点,计算饱和状态对控制力矩陀螺的零运动引导方向,使控制力矩陀螺能够保持较大的角动量,同时考虑控制力矩陀螺的零运动方向,考虑奇异躲避的零运动方向,计算控制力矩陀螺的零运动总方向,设计控制力矩陀螺的零运动的大小,再靠近控制力矩陀螺奇异状态时零运动的值变大,得到控制力矩陀螺的零运动方程,将零运动方程和伪逆操纵律进行组合,得到控制力矩陀螺的奇异躲避操纵律,从而实现航天器控制力矩陀螺的快速奇异躲避规划。本发明具有效率高,速度快,安全性强和准确性高的优点。
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公开(公告)号:CN111319802B
公开(公告)日:2021-09-03
申请号:CN202010191841.0
申请日:2020-03-18
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的小天体附着轨迹自适应曲率匹配制导方法,属于深空探测技术领域。本发明实现方法为:星载计算机根据测量的当前着陆器所处位置信息,计算附着器与预定着陆点间的水平距离,计算当前水平距离下的安全高程;将安全高程与测量的实际高程信息对比,判断前方运动轨迹是否与地形障碍冲突;在相对高度处于安全范围时,通过分析轨迹形状与着陆器状态量的关系,引入三轴推力系数推导得到带参数的解析最优制导律,并建立解析能量最优制导律和带参数的解析最优制导律相互转化的条件;根据该条件调整推力参数提升轨迹曲率,达到规避地形障碍的目的;当相对高度重归预期范围将推力参数还原;循环判断至估计的剩余时间的值趋于零,实现陆器成功着陆。
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公开(公告)号:CN110619368B
公开(公告)日:2021-07-02
申请号:CN201910896884.6
申请日:2019-09-23
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种行星表面导航特征成像匹配检测方法,属于深空探测器自主导航技术领域。本发明公开的行星表面导航特征成像匹配检测方法,利用深空探测器拍摄的导航图像,通过图像阈值分割提取行星表面导航特征的阴影区和光亮区,根据阴影区域的形状特征,设置配对搜索窗口大小,同时考虑配对距离最小和光照方向一致性,将导航特征的阴影区和光亮区的配对问题转化为求取配对指标最小的问题,构造导航特征暗亮区域成像匹配指标,进行配对搜索,并将正确配对的导航特征进行椭圆拟合,从而为深空探测导航系统提供精确可行的自主检测方法。
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