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宇宙飞行器定点着陆自动控制算法

宇航学报 1998年第2期19卷 86-90页

作者：田玉成航天工业总公司710所

本文描述了宇宙飞行器以第一宇宙速度返回地面并定点着陆的控制算法。分析了在大气中下降的过程，研究了下降段上的空间运动。给出了数值计算机上的模拟结果。本报告共分为４部分。

关键词：宇宙飞行器再入轨道制导定点着陆控制算法

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月球软着陆避障段定点着陆导航方法研究

中国科学：信息科学 2011年第9期41卷 1054-1063页

作者：吴伟仁王大轶李骥黄翔宇金光远探月与航天工程中心北京100037 北京控制工程研究所空间智能控制技术重点实验室北京100190

我国正在实施月球软着陆工程,月球软着陆避障段是着陆器动力下降过程的关键阶段.在该阶段,导航系统除了需要提供着陆器的位置、速度和姿态测量信息外,还需要识别月表障碍、寻找安全着陆点并将着陆器导引到该着陆点.软着陆避障段的自主... 详细信息

我国正在实施月球软着陆工程,月球软着陆避障段是着陆器动力下降过程的关键阶段.在该阶段,导航系统除了需要提供着陆器的位置、速度和姿态测量信息外,还需要识别月表障碍、寻找安全着陆点并将着陆器导引到该着陆点.软着陆避障段的自主导航以惯性导航为基础,为了克服惯性导航的累积误差,并实现对安全着陆点的高精度相对导航,需要引入图像敏感器与测距仪的测量信息对惯导系统加以修正.为此,本文提出了一种基于图像信息的高精度相对导航方法,首先用图像处理技术选择着陆区,然后通过跟踪自主选择的特征点序列实现精确的相对导航.仿真计算表明,该方法能够有效地修正惯性导航误差,实现安全避障和精确定点软着陆.

关键词：月球软着陆光学成像匹配跟踪避障导航定点着陆

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大展弦比无人机定点着陆控制技术研究

大展弦比无人机定点着陆控制技术研究

作者：陈桃南京航空航天大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国航母力量的不断发展壮大,无人机上舰已成为一种必然趋势。本文作为舰载无人机着舰的前期算法验证,以某大展弦比无人机为控制对象,旨在研究一种高精度的轨迹跟踪控制方法,解决定点着陆的引导与控制问题。主要内容包括:(1... 详细信息

近年来,随着我国航母力量的不断发展壮大,无人机上舰已成为一种必然趋势。本文作为舰载无人机着舰的前期算法验证,以某大展弦比无人机为控制对象,旨在研究一种高精度的轨迹跟踪控制方法,解决定点着陆的引导与控制问题。主要内容包括:(1)建立了包含风扰动参数的动力学和运动学方程,结合无人机的气动特性、操稳特性和下滑能力分析了风扰动对着陆性能的影响。(2)针对定点着陆对轨迹跟踪的高精度要求,基于触地俯仰角、下沉率和速度等约束将着陆轨迹线进行了分段设计,提出了一种基于高度、前向距离和侧向位置的三维轨迹导引律,以解决无人机着陆的多方位引导问题。(3)针对模型不确定性和有界扰动问题,应用鲁棒伺服和模型参考自适应设计了内环俯仰角控制律;外环则基于高度和前向距离来设计纵向二维位置控制器,实现了对下滑轨迹的精确跟踪。同时,在发动机通道设计了空速闭环控制律,解决了着陆时低动压稳定飞行问题。(4)针对横侧向荷兰滚阻尼偏弱和螺旋模态不稳定问题,首先设计了增稳控制律;然后考虑到横向非线性耦合严重,使用动态逆自适应控制设计了内环滚转角控制律;外环则采用以侧偏控制为主、航向校准为辅的控制架构,实现了无人机的无侧偏、无航向误差着陆。最后,在Matlab/Simulink环境下搭建了数值仿真环境,完成了定点着陆仿真验证。仿真结果表明,在保证着陆精度和安全的前提下,本文设计的控制方案至少具备抑制5级风扰的能力,能够满足定点着陆对着陆误差和鲁棒性的要求。

关键词：大展弦比无人机定点着陆三维导引模型参考自适应控制动态逆控制

火星精确定点着陆多信息融合自主导航与控制方法研究

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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深空探测学报 2019年第4期6卷 348-357页

作者：黄翔宇徐超胡荣海李茂登郭敏文胡锦昌北京控制工程研究所北京100094 空间智能控制技术重点实验室北京100094

针对火星定点采样、载人登陆和基地构建等任务的需求,提出了一种火星精确定点着陆多信息融合自主导航与控制(Guidance Navigation and Control,GNC)方案。针对大气进入前的高精度导航需求,提出了基于X射线脉冲星和火星表面陆标图像的融... 详细信息

针对火星定点采样、载人登陆和基地构建等任务的需求,提出了一种火星精确定点着陆多信息融合自主导航与控制(Guidance Navigation and Control,GNC)方案。针对大气进入前的高精度导航需求,提出了基于X射线脉冲星和火星表面陆标图像的融合自主导航方法;针对火星着陆探测进入、下降和着陆(Entry,Descent and Landing,EDL)过程的高精度绝对和相对导航需求,提出了基于陆标图像、IMU(Inertial Measurement Unit)和测距测速信息的多信息融合自主导航方法;针对精确定点着陆要求,设计了大气进入和动力下降过程的制导与控制算法。数学仿真结果表明,提出的方案能够实现高精度的定点着陆(精度100 m)和相对避障(精度为0.5 m),可满足任务需求。

关键词：定点着陆自主导航信息融合 GNC方案

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翼伞精确定点着陆归航方法研究

航天返回与遥感 2005年第1期26卷 18-23页

作者：陈瑞明北京空间机电研究所北京100076

文章介绍一种翼伞精确定点着陆归航的方案 ,按高度将归航过程划分为 6个阶段 ,给出了每个阶段的制导算法 ,讨论了系统的稳定性并给出结论。

关键词：翼伞定点着陆 GPS系统制导算法

基于陆标图像的天体定点着陆信息融合导航方法

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空间控制技术与应用 2014年第6期40卷 10-15页

作者：张晓文李骥黄翔宇王大轶北京控制工程研究所北京100190 空间智能控制技术重点实验室北京100190

要安全准确着陆于地外天体指定地点,探测器在下降过程需实时精确确定其相对位置和速度.针对惯性导航结合斜距和相对速度测量的导航方式不能修正相对水平位置估计的缺点,以及多敏感器测量信息融合问题,提出基于陆标图像和协方差交叉算法... 详细信息

要安全准确着陆于地外天体指定地点,探测器在下降过程需实时精确确定其相对位置和速度.针对惯性导航结合斜距和相对速度测量的导航方式不能修正相对水平位置估计的缺点,以及多敏感器测量信息融合问题,提出基于陆标图像和协方差交叉算法的天体定点着陆自主导航方法.将光学成像敏感器加入到组合导航系统中,用于测量探测器相对陆标的视线方向以获得关键的相对水平位置信息.在状态估计时采用基于协方差交叉的分布式扩展卡尔曼滤波对多源测量信息作最优融合,提高算法的精度和鲁棒性.通过数学仿真验证了该方法的有效性.

关键词：定点着陆陆标图像信息融合自主导航

基于未知坡度倾斜跑道地形融合的无人机定点着陆轨迹优化

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战术导弹技术 2024年第6期 94-106页

作者：汪馨茹苏子康荆献勇曾靖轩黄宇南京航空航天大学自动化学院空军航空大学航空作战勤务学院中国消防救援学院

相较于水平跑道，未知坡度倾斜跑道下，无人机定点着陆更容易因落点航迹角/下沉率不匹配而产生触地过冲或低空拉飘的问题，对多源高度信息融合和着陆轨迹的地形自适应匹配能力均提出了较高的要求。对此，提出了一种面向未知坡度倾斜跑... 详细信息

相较于水平跑道，未知坡度倾斜跑道下，无人机定点着陆更容易因落点航迹角/下沉率不匹配而产生触地过冲或低空拉飘的问题，对多源高度信息融合和着陆轨迹的地形自适应匹配能力均提出了较高的要求。对此，提出了一种面向未知坡度倾斜跑道的无人机定点着陆轨迹优化方法，以自动适配倾斜跑道坡度实现定点着陆。设计了一种基于递推加权最小二乘法（RWLS）与卡尔曼滤波（KF）的多源多层未知坡度倾斜跑道地形融合方法，结合RWLS和KF两种方法的优点，以获取更高精度的倾斜跑道地形高程以及坡度信息；据此，基于高斯伪谱法（GPM）进行倾斜跑道着陆轨迹分段优化，得到适配跑道坡度的定点着陆最优轨迹。仿真结果表明，该方法精确获取未知坡度倾斜跑道地形，有效减小倾斜跑道对触地航迹角/下沉率的影响，适配跑道坡度实现精准定点着陆。

关键词：倾斜跑道信息融合地形匹配定点着陆轨迹优化递推加权最小二乘法卡尔曼滤波高斯伪谱法

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同方期刊数据库

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平流层飞艇研制现状、技术难点及发展趋势

航空学报 2016年第1期37卷 45-56页

作者：赵达刘东旭孙康文陶国权祝明武哲北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

平流层飞艇研制是一项庞大复杂的系统工程,其技术攻关、系统研发及工程应用中遇到的诸多关键问题与技术难点,需要用全新的理念和创新的方案解决。综述了国内外平流层飞艇研制的进展与现状,重点描述了已经开展的技术验证试飞的情况。针... 详细信息

平流层飞艇研制是一项庞大复杂的系统工程,其技术攻关、系统研发及工程应用中遇到的诸多关键问题与技术难点,需要用全新的理念和创新的方案解决。综述了国内外平流层飞艇研制的进展与现状,重点描述了已经开展的技术验证试飞的情况。针对平流层飞艇总体布局、超压囊体、能源系统、飞行控制和定点着陆5个方面,梳理了其技术难点、研究现状和发展趋势,从工程研制的角度探讨了相关技术难题的可行解决方案。

关键词：平流层飞艇总体设计超压囊体能源系统飞行控制定点着陆

让国之重器闪耀星空——临近空间飞行器创新团队追梦纪实

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中国科技财富 2015年第12期 35-36页

作者：马爱平《中国科技财富》编辑部

2015年10月13日，北京南江空天科技股份有限公司联合北京航空航天大学，由临近空间飞行器创新团队负责研发的我国首个临近空间飞艇在内蒙古锡林浩特市试飞成功。创新团队在36小时内完成了全系统集成和测试，按预定程序完成了放飞和临近... 详细信息

2015年10月13日，北京南江空天科技股份有限公司联合北京航空航天大学，由临近空间飞行器创新团队负责研发的我国首个临近空间飞艇在内蒙古锡林浩特市试飞成功。创新团队在36小时内完成了全系统集成和测试，按预定程序完成了放飞和临近空间飞行测试，高度达到2万米，并实现了昼夜持续动力飞行，完成了定点着陆和完好回收。

关键词：近空间飞行器创新北京航空航天大学星空临近空间飞行测试锡林浩特市定点着陆