闫循良, 廖守亿, 王仕成

(火箭军工程大学控制工程系, 陕西 西安 710025)



基于伪谱重构的采样反馈近最优制导

闫循良, 廖守亿, 王仕成

(火箭军工程大学控制工程系, 陕西 西安 710025)

利用采样反馈控制和轨迹快速重构技术,设计了固定采样反馈和自适应采样反馈两种有限推力远程变轨近最优闭环制导策略。建立了空间变轨和交会最优制导数学模型。结合变轨运动方程特征,给出了伪谱优化参数缩减方法和实时性提升策略;基于采样反馈和最优控制理论,利用采样数据进行连续轨迹重构,并将开环最优解进行闭环反馈以更新制导指令。仿真结果表明,两种策略在保证任务指标近最优性的同时,可以有效抑制地球扁率J2摄动和计算误差的影响;自适应采样策略自主性好、制导精度误差收敛快,但计算量和燃耗偏大,二者使用时需要根据具体任务要求合理选择。

远程交会; 闭环制导; 近最优制导; 采样反馈; 伪谱轨迹重构

0　引　言

随着空间任务复杂性和多样性的进一步提高,航天器要求其变轨制导系统和制导律具备良好的自主性、自适应性、鲁棒性和安全性等特点。而经典的冲量变轨制导律以及有限推力非最优制导律[1-5]很难满足以上要求。

目前,为了提高航天飞行任务的可行、可靠和最佳性能,远程变轨轨道设计往往引入最优控制理论,将机动轨道和制导律设计转化为最优控制问题,并采用数值方法进行求解[6-7]。然而,此类制导律多为非闭环形式,制导精度和鲁棒性受实际飞行环境影响较大。……