深空撞擊探測(cè)末制導(dǎo)律的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、高精度自主末段制導(dǎo)是深空撞擊探測(cè)任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文在系統(tǒng)總結(jié)小天體探測(cè)任務(wù)中的末制導(dǎo)律基礎(chǔ)之上，針對(duì)小天體撞擊的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了幾種滿足精度和燃料消耗要求的末段導(dǎo)引律。主要的研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先建立了深空撞擊探測(cè)末段制導(dǎo)律設(shè)計(jì)中所涉及到的各種坐標(biāo)系以及各坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系；給出了接近段的動(dòng)力學(xué)方程，為末制導(dǎo)律的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。
　　利用導(dǎo)航系統(tǒng)提供的撞擊器與目標(biāo)天體的狀態(tài)以及相互之間的狀態(tài)參數(shù)，在定義與構(gòu)建了零控脫靶量的

2、基礎(chǔ)之上，基于撞擊時(shí)刻脫靶量為零的要求設(shè)計(jì)了基于零脫靶量的深空撞擊探測(cè)末段制導(dǎo)律；利用了接近段的導(dǎo)航誤差逐漸減小及其在B平面坐標(biāo)系中可以直觀的表示等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了以導(dǎo)航誤差的大小作為開機(jī)閥值的軌控發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)機(jī)曲線，從而解決了探測(cè)器軌控發(fā)動(dòng)機(jī)離散脈沖控制力的問題。通過仿真分析，此制導(dǎo)律滿足深空撞擊探測(cè)末制導(dǎo)的要求。
　　針對(duì)小天體直接撞擊的特點(diǎn)，利用比例導(dǎo)引法控制視線轉(zhuǎn)率的方法，兼顧了控制脫靶量以提高最終的撞擊精度，考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)脈沖控

3、制力的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一種基于比例導(dǎo)引的小天體撞擊末制導(dǎo)律。仿真結(jié)果表明，撞擊精度良好，滿足要求。
　　研究了預(yù)測(cè)撞擊點(diǎn)的末制導(dǎo)方法及其在小天體探測(cè)末制導(dǎo)中的應(yīng)用。針對(duì)小天體撞擊探測(cè)任務(wù)的特點(diǎn)，通過撞擊器的動(dòng)力學(xué)方程可以預(yù)測(cè)出末端撞擊時(shí)刻撞擊器的狀態(tài)，由末端狀態(tài)可以反饋計(jì)算出滿足直接撞擊所需要的制導(dǎo)推力。給出了兩種預(yù)測(cè)制導(dǎo)律方案：一種是固定開機(jī)時(shí)間的普通預(yù)測(cè)制導(dǎo)方案；另一種是由脫靶量決定開機(jī)時(shí)刻的改進(jìn)預(yù)測(cè)制導(dǎo)方案。最終仿真結(jié)果顯示