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公开(公告)号:CN110806212B
公开(公告)日:2021-07-30
申请号:CN201911105262.3
申请日:2019-11-12
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的基于逐次凸规划的小行星探测小推力转移轨迹优化方法,属于航空航天技术领域。本发明实现方法为:建立小行星探测器小推力转移的改进春分点动力学模型。根据小推力转移的动力学特性,给出小推力轨迹优化问题的约束和优化性能指标。给出小推力星际转移轨迹优化问题的具体形式。通过动力学线性化和非线性等式约束松弛,将非线性小推力转移问题凸化。通过数值积分将凸化后的连续最优控制问题转化为凸优化问题。以凸化后的子问题为每一步迭代的内环节,以逐次逼近策略在有限步数快速求解得到最优的小行星探测小推力转移轨迹,即能够在保证小推力轨迹最优性和精度前提下,实现小推力轨迹的在线优化。本发明鲁棒性强、可重复性高、灵活性高。
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公开(公告)号:CN110775300B
公开(公告)日:2021-06-22
申请号:CN201911074123.9
申请日:2019-11-06
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开的一种利用姿态机动的不规则小天体表面着陆误差抑制方法,属于航空航天技术领域。本发明实现方法为:着陆器根据释放情况预估着陆位置和速度,建立小天体表面坐标系和接触动力学模型,根据约束优化最优着陆姿态;根据当前姿态和最优着陆姿态规划着陆器的姿态运动,通过姿态控制机构控制着陆器满足求解得到的着陆姿态,通过一次或多次姿态机动使探测器与表面接触后法向速度小于阈值,在表面滑动并利用摩擦力停留在小天体表面。本发明通过改变探测器的着陆姿态,从而改变探测器与小天体接触后的速度方向,进而改变着陆回弹轨迹,减少着陆过程中回弹导致的着陆误差,提高小天体表面着陆的可靠性和精度。
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公开(公告)号:CN110442117B
公开(公告)日:2020-12-25
申请号:CN201910788377.0
申请日:2019-08-26
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B23/02
Abstract: 本发明公开的一种火星探测器大底气动耦合分离过程安全性分析方法,属于航空航天技术领域。本发明实现方法为:建立着陆舱与大底下降过程的极坐标动力学模型;给定着陆舱与大底分离过程的初始状态量;建立大底分离过程着陆舱和大底的相对距离表达式;建立描述着陆舱和大底碰撞风险的概率表达式,并求取碰撞概率随系统参数的分布;给出不同系统参数下探测器与防热大底撞击风险存在的概率,并给出大底参数选取的范围,验证分离过程安全性分析方法的正确性和可靠性,进而提高火星探测器大底气动耦合分离过程安全性,降低撞击风险;本发明优点如下:鲁棒性强、可重复性高;灵活性高;对大底结构和气动参数没有依赖性;适用范围广。
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公开(公告)号:CN109911249B
公开(公告)日:2020-12-25
申请号:CN201910235382.9
申请日:2019-03-27
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开的低推重比飞行器的星际转移有限推力入轨迭代制导方法,属于航空航天领域。本发明实现方法为:在地球质心惯性系下建立探测器动力学方程;将探测器在惯性系下的位置速度转换到入轨点惯性系下,并表示成轨道根数形式。简化探测器动力学方程,根据制导策略对探测器进行控制,制导至符合相应终止条件后停止制导,探测器进入星际转移轨道,实现探测器从近地轨道到星际转移轨道的直接转移,所述的相应终止条件为探测器的发动机满足关机条件建立探测器动力学方程,根据打靶方程求解中途修正脉冲,进行轨道中途修正,使探测器到达目标星体附近目标轨道,即实现低推重比的星际精确转移。本发明具有计算速度快、收敛性好、适用性强的优点。
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公开(公告)号:CN110889504A
公开(公告)日:2020-03-17
申请号:CN201911236346.0
申请日:2019-12-05
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种基于能量分布评估的多目标小行星交会序列搜索方法,适用于多小行星探测任务中的脉冲轨迹规划问题,属于航空航天技术领域。本发明公开的一种基于能量分布评估的多目标小行星交会序列搜索方法,通过随机优化算法与分支剪切算法的有机结合,采用基于能量分布评估的剪枝指标,能以较高的计算效率,得到满足时间约束、性能优良的多目标小行星交会序列。本发明公开的一种基于能量分布评估的多目标小行星交会序列搜索方法,采用基于能量分布评估的剪枝指标,能有效缩减解空间,保证计算效率。
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公开(公告)号:CN110806212A
公开(公告)日:2020-02-18
申请号:CN201911105262.3
申请日:2019-11-12
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的基于逐次凸规划的小行星探测小推力转移轨迹优化方法,属于航空航天技术领域。本发明实现方法为:建立小行星探测器小推力转移的改进春分点动力学模型。根据小推力转移的动力学特性,给出小推力轨迹优化问题的约束和优化性能指标。给出小推力星际转移轨迹优化问题的具体形式。通过动力学线性化和非线性等式约束松弛,将非线性小推力转移问题凸化。通过数值积分将凸化后的连续最优控制问题转化为凸优化问题。以凸化后的子问题为每一步迭代的内环节,以逐次逼近策略在有限步数快速求解得到最优的小行星探测小推力转移轨迹,即能够在保证小推力轨迹最优性和精度前提下,实现小推力轨迹的在线优化。本发明鲁棒性强、可重复性高、灵活性高。
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公开(公告)号:CN110736470A
公开(公告)日:2020-01-31
申请号:CN201911074338.0
申请日:2019-11-06
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种不规则形状小天体附近连续推力轨道混合搜索方法,属于航空航天技术领域。本发明实现方法为:通过将轨道的初始状态由小天体固连系转换到惯性系;在惯性系下利用同伦法获得连续推力转移轨道初值;考虑小天体不规则形状摄动,建立固连系下连续推力方程;将初始轨迹由惯性系转移至固连系,作为连续推力轨道的初值;考虑碰撞约束,采用凸优化方法求解不规则小天体附近的最优转移机会。本发明能够解决同伦法存在的无法考虑不规则形状摄动的问题,且解决凸优化方法存在的初值搜索困难的问题,实现不规则形状小天体附近连续推力转移轨道搜索,提高不规则小天体附近转移轨道搜索的收敛性和精度,具有精度高,收敛性好的优点。
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公开(公告)号:CN106446442B
公开(公告)日:2019-12-13
申请号:CN201610890358.5
申请日:2016-10-12
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开的一种火星伞舱组合体的降落伞展开过程稳定性评估方法,涉及降落伞展开过程稳定性评估方法,属于航空航天技术领域。本发明采用六自由度的建模,不仅能够对开伞过程的质心运动进行仿真分析,还能够对伞舱姿态、各个吊带受力情况进行模拟和评估。由于建立的伞舱组合体六自由度模型经过简化,实现在保证仿真符合物理实际的情况下能够免去流场分析、柔性体建模过程,提高评估仿真效率。本发明能够提高火星伞舱组合体的降落伞展开过程稳定性评估精度和评估效率,进而能够为伞、舱参数配置提供数据支撑,降低物理试验的次数和设计费用。此外,本发明对不同的舱体式火星着陆任务均可行,可重复性高,适用范围广。
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公开(公告)号:CN105511493B
公开(公告)日:2018-04-03
申请号:CN201511000976.X
申请日:2015-12-28
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开的一种基于火星大气辅助的低轨星座部署方法,涉及一种火星大气与其引力系统下的火星星座部署方法,属于航空航天技术领域。本发明通过优化得到满足气动力要求的控制率来求解出所需初始轨道进入大气施加的速度脉冲和飞行器进入目标轨道施加的速度脉冲。探测器通过施加所需的飞行器从初始轨道进入大气速度脉冲将载有的飞行器从远火点位置释放并进入大气,在大气内通过优化给出的控制率进行气动力辅助轨道转移,并通过施加所需的飞行器进入目标轨道施加的速度脉冲将飞行器定轨到目标轨道上,将多颗星座飞行器分别部署到各自的目标轨道上,实现对整个星座的部署。本发明部署过程所消耗的能量低,对目标轨道没有严苛的要求,部署过程灵活。
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公开(公告)号:CN107480402A
公开(公告)日:2017-12-15
申请号:CN201710783537.3
申请日:2017-08-31
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F17/50
CPC classification number: G06F17/5095 , G06F2217/78
Abstract: 本发明公开的一种平面气动捕获终端状态可达范围确定方法,属于航空航天技术领域。本发明在给定目标行星和行星大气状态的基础上,建立飞行器气动捕获过程中大气飞行段的极坐标动力学模型;给定气动捕获的初始状态量;给定终端状态约束;求解气动捕获终端状态可达范围即为确定飞行速度和飞行航迹角的终端可达范围;在确定飞行速度和飞行航迹角的终端可达范围时通过将问题转化为最优控制问题,通过求解飞行速度和飞行航迹角组成的终端可达边界,便得到平面气动捕获终端状态可达范围。本发明具有如下优点:(1)鲁棒性强、可重复性高;(2)确定方法灵活性高;(3)对气动捕获的目标行星没有严格限制和约束;(4)对气动捕获飞行器类型的适用范围广。
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