胥 彪, 李 翔, 李 爽,*, 张金鹏

(1. 南京航空航天大学航天学院, 江苏 南京 210016; 2. 中国空空导弹研究院, 河南 洛阳 471009;3. 航空制导武器航空科技重点实验室, 河南 洛阳 471009)

0 引 言

火星作为地球的邻近行星,在很多方面都与地球相似,已经成为人类进行深空探测的重要目标天体。火星大气层非常稀薄,具有很大的不确定性,时常出现狂风、沙尘等天气。在探测器进入、下降与着陆过程中,大气进入段历时最久,工作条件最恶劣,飞行状态变化快,对减速性能的要求极高。

目前大气进入制导方法一般分为参考轨迹制导和预测校正制导[1]。参考轨迹制导方法首先按照要求设计好离线参考剖面(如阻力加速度剖面),然后根据实时跟踪误差设计制导律来在线跟踪这条轨迹。该方法易于实现,但制导性能受进入过程中各种不确定性的影响较大。预测校正制导方法是在飞行过程中不断预测终端状态,然后根据与期望终端状态的偏差校正控制量,具有较高的落点精度,并且对进入的初始条件不敏感。但其计算复杂度较高,需要较强的计算机性能以提高计算速度,在线制导的实时性难以保证。文献[2]比较了这两种方法,并从仿真研究中得出参考轨迹制导方案更适合火星大气进入段制导任务的结论。

近年来参考轨迹制导方法取得了许多研究进展。PID控制律已成功运用到了阿波罗飞船和航天飞机的再入制导[3],但其基于一些线性假设条件,且增益系数的整定比较麻烦。……