火箭返回制导动力着陆段的自适应启动方法

作     者：袁晗 王小军 牟宇 张宏剑 张普卓 YUAN Han;WANG Xiaojun;MOU Yu;ZHANG Hongjian;ZHANG Puzhuo

作者机构：北京宇航系统工程研究所北京100076 中国运载火箭技术研究院北京100076 

出 版 物：《宇航学报》 (Journal of Astronautics)

年 卷 期：2022年第43卷第7期

页      面：890-901页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金(11402033) 中国科协学科发展项目(2019XKFZ02) 中国科协青年人才托举工程(2016QNRC001-YESS20160107) 中国科协优秀中外青年交流计划(2019293)。 

主　　题：重复使用火箭 返回制导 燃料最优 自适应启动 

摘      要：针对重复使用火箭垂直返回着陆问题,提出了一种燃料最优的动力着陆段自适应启动方法。首先,将燃料最优启动点对应的动力着陆轨迹的推力剖面和攻角剖面描述为解析的形式,该解析形式中攻角剖面由状态量唯一确定,推力剖面仅含一个待定参数。随后,通过预测具有上述解析剖面形式的轨迹判断是否启动动力着陆。计算中引入松弛终端位置约束的策略求解推力剖面待定参数,由终端位置约束判断是否满足燃料最优启动条件。上述策略将燃料最优启动条件的判断问题简化为单一变量求解问题,实现了该问题的快速求解。仿真结果表明,该方法得到的启动点与数值优化方法得到的燃料最优启动点接近,且求解过程稳定、计算效率高。