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公开(公告)号：CN117902068A
公开(公告)日：2024-04-19
申请号：CN202410080806.X
申请日：2024-01-19
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的最优控制快速搜索的行星着陆制导方法，属于航天器制导与控制技术领域。本发明实现方法为：将着陆器动力学模型解耦为有控动力学模型和无控动力学模型；以推力幅值约束和推力方向约束为约束条件构建可达区的优化模型，求解一个预测时域内的有控运动可达区；以可达区内不同位置为虚拟终点，构建燃耗优化模型，离线优化获得着陆器抵达指定虚拟终点位置的燃耗最优控制，将最优控制存储为最优控制数据库，将对应的虚拟终点状态存储为终点状态数据库；在着陆过程中将无控运动与终点状态数据库进行叠加，得到着陆器的状态预测空间，搜索最优终端状态，得到最优控制数据库中对应的最优控制指令，根据最优控制指令实现行星着陆制导。
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公开(公告)号：CN117141749A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202311202755.5
申请日：2023-09-18
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开的空间非合作目标自主附着凸轨迹制导方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：建立探测器在空间非合作目标表面固连坐标系下的动力学方程和三维凸轨迹约束。建立动态竖直平面坐标系，对x轴和y轴坐标信息进行等效转化，进而对三维凸轨迹约束松弛。将拥有曲率松弛项的等式约束改写为曲率滑模面的形式，保证探测器系统状态位于滑模面上时，探测器沿几何凸轨迹运动。基于曲率滑模面设计曲率滑模反馈制导律，实现探测器系统状态在有限时间内收敛到滑模面，并沿着滑模面运动，保持凸轨迹状态在预设时刻完成精准附着，提高附着安全性。本发明通过滑模控制项sat(s)的高效切换，提高对探测器初始状态偏差和动力学环境干扰的抵抗性。
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公开(公告)号：CN113759966B
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202110987998.9
申请日：2021-08-26
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开的一种三维空间内终端速度可控的末制导方法，属于飞行器制导与控制领域。本发明实现方法为：分别在纵向、侧向两个平面内设计终端速度可控的制导律，所述终端速度可控的制导律包括纵向制导律和侧向制导律；纵向制导律采取“比例导引+偏置比例导引”的两段式制导，通过控制两段的切换时间及偏置项系数实现对终端速度的控制；侧向制导律采取“侧向绕飞+比例导引”的两段式制导，通过控制侧向绕飞的时间实现对终端速度的控制；按照所述终端速度可控的制导律，输出攻角、侧滑角制导指令，进而实现多约束条件下无动力飞行器在三维空间内终端速度可控的末制导。本发明还具有制导效率高、鲁棒性强的优点。
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公开(公告)号：CN113641190B
公开(公告)日：2023-09-05
申请号：CN202111052976.X
申请日：2021-09-07
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明涉及一种复杂小天体表面着陆避障常推力控制方法，属于深空探测技术领域。本发明建立着陆点固连坐标系下的着陆器动力学方程；采用线性滑模面和改进人工势函数相结合的方法，设计滑模面和引力势函数系数；对地形障碍附近空间进行“危险区”，“膨胀预警区”，“安全区”分区，通过对各个障碍进行合并包围，对着陆障碍进行简化，提出新型斥力势函数，验证在着陆器、目标点和障碍物危险圆柱在水平方向上对齐且障碍物危险圆柱在两者中间的情况下，可有效逃离局部极小值点处；设计并改进常推力控制律；应用复杂小天体表面着陆避障常推力控制方法进行小行星着陆的控制，能够有效避免势函数制导法导致着陆器陷入局部极小值区域的问题。
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公开(公告)号：CN116540774A
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202310624775.5
申请日：2023-05-30
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开的空间非合作机动目标多约束附着制导方法，属于航天器制导与控制技术领域。本发明实现方法为：建立视线坐标系下的相对动力学模型，通过简化视线相对动力学模型，将航天器运动分解为考虑附着角度约束的侧向运动与需要考虑终端位置与速度约束的纵向运动，并分别构建制导律；引入制导参数自适应调节方法，在考虑附着角度约束的同时降低目标机动引起的附着位置与速度误差；在极端情况下定向附着目标困难时，通过优化角度约束系数熔断策略，提高附着位置与速度精度，实现空间非合作机动目标多约束附着制导。本发明构建的解析制导律计算效率高，能够同时对附着位置、速度和角度进行约束，并在兼顾附着角度的基础上提高附着位置与速度精度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116255984A
公开(公告)日：2023-06-13
申请号：CN202310102992.8
申请日：2023-01-29
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明公开的一种有限导航信息下柔性着陆器多节点协同导航方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：根据当前高度和节点间的关联观测信息，基于单应变换或对极几何构造导航陆标的间接观测方程，构建观测信息在节点间的传递途径；利用Fisher信息矩阵分析节点可观性，以节点可观性和柔性着陆器高度为指标，建立多节点信息交互条件；利用信息交互条件确定使所有节点位置可观的节点间的信息传递方向和对应信息传递方向上的最少传递观测信息；单个节点利用节点自身获取的观测信息和其他节点传递的观测信息，通过非线性滤波算法估计该节点状态，所有节点按照单个节点状态估计方法同步进行状态估计，实现有限导航信息下的多节点协同导航。
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公开(公告)号：CN116090215A
公开(公告)日：2023-05-09
申请号：CN202310026242.7
申请日：2023-01-09
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种行星着陆自主光学导航陆标鲁棒优选方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：利用着陆器高度信息确定像平面投影到行星表面的尺度，根据几何关系推导出视场的四边形顶点表达式；利用视场顶点偏差与着陆器位姿误差相互关系，将位姿不确定性转换到视场顶点不确定性，利用误差椭圆描述视场顶点不确定性分布；筛选公切线交点构成的四边形区域即为着陆器位姿不确定性下的视场交集；利用标称轨迹和相机参数预估视场序列，结合视场交集获取方法得到视场交集序列，视场交集序列通过离线预估得到，减小着陆器星载计算量；利用导航系统可观测性建立陆标优选指标，对视场交集序列内陆标优化选取，减弱位姿不确定对选取陆标的影响。
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公开(公告)号：CN116088555A
公开(公告)日：2023-05-09
申请号：CN202310167446.2
申请日：2023-02-27
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开的小行星附着三节点柔性探测器目标导向姿态规划方法，属于航天器姿态控制与规划领域。本发明通过建立柔性三节点形变与内力方程，构建节点平面耦合动力学模型，实现对柔性三节点探测器的姿态描述和动力学约束表征；本发明通过构建局部优化扩展策略改进RRT算法，将目标姿态对应的终端状态设置为扩展的目标状态点，增强沿姿态路径机动的目的性；以缩短到目标姿态的距离为优化目标，结合节点平面耦合动力学模型构建二次规划问题；本发明通过基于局部优化扩展策略的改进RRT算法求解所述二次规划问题，保证在多约束下姿态机动平稳无退绕到达目标姿态，能够实现柔性探测器姿态机动平滑稳定，实现小行星探测器的柔性附着。
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公开(公告)号：CN115924125A
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202211485610.6
申请日：2022-11-24
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开的一种火星进入段抗饱和轨迹优化方法，属于飞行器制导控制领域。本发明实现方法为：将跟踪该阻力加速度曲线得到的倾侧角定义为计算倾侧角；采用三水平正交表选取气动参数扰动组合，进而构建计算倾侧角对扰动组合的敏感性公式，通过所述敏感性公式量化气动参数扰动对计算倾侧角的影响；为了满足着陆器在气动扰动下的终端约束要求和抗饱和能力的要求，分别设计终端约束优化指标和基于敏感性公式的抗饱和优化指标，对高度航程约束指标、抗饱和指标两个优化指标进行线性加权，得到提高抗饱和能力的进入轨迹优化综合指标。利用优化方法对上述综合指标进行优化，得到优化后的倾侧角‑能量剖面，跟踪该剖面后得到抗饱和进入轨迹。
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公开(公告)号：CN115509247A
公开(公告)日：2022-12-23
申请号：CN202211220711.0
申请日：2022-10-08
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开的适用于强化学习的小天体着陆器动态目标规划训练方法，属于航空航天技术领域。本发明通过小天体着陆器初始和目标状态对随机生成的方法，在BFS的状态空间规划器验证和筛选下，生成大量的有解的初始‑目标状态对，增加强化学习算法训练环境的可行初始‑目标状态样本。本发明通过反用固定目标状态生成方法，将多初始状态‑单目标状态的可选的小行星着陆器训练环境备选状态；通过迭代生成多初始状态‑多目标状态的备选状态，在训练过程中提升训练后智能体的动态目标任务规划能力。本发明通过使用BFS的状态空间规划器，对生成的初始或目标状态进行筛选和验证，确保初始‑目标状态对存在规划解，减少对强化学习算法训练环境的干扰。
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