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公开(公告)号：CN112131790A
公开(公告)日：2020-12-25
申请号：CN202011006430.6
申请日：2020-09-23
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/27 , G06F30/15 , G06F111/06
Abstract: 本发明公开的复杂环境下的航天器姿态机动能量优化方法，属于航天器姿态规划和能量优化领域。本发明实现方法：根据控制参数的上下限，生成航天器姿态机动路径初始化种群个体，选择种群中总体适应度函数值最小的个体为最优个体，设计组合变异方法引导当前种群个体变异，生成新的变异个体，进行交叉变换，生成新的交叉个体，将交叉个体和当前种群个体进行比较，选择总体适应度函数值最小的个体成为下一代种群成员，组合所有成员得到下一代的总体种群，将其中最优个体的总体适应度函数值与设定的收敛适应度值进行比较，判断是否找到种群最优解。若没有找到，进行下一代种群进化，若找种群最优解，输出当前最优个体，得到航天器能量最优姿态机动路径。
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公开(公告)号：CN111985050A
公开(公告)日：2020-11-24
申请号：CN202010804680.8
申请日：2020-08-12
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/15 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开的弱引力小天体表面着陆器安全投放窗口生成方法，属于深空探测技术领域。本发明的实现方法为：首先，定义小天体着陆点切法向坐标系，并推导小天体附近着陆器投放状态、着陆状态、着陆时间之间的解析关系；接着，在切法系上建立满足主探测器安全回升要求的投放约束及满足着陆器安全着陆要求的着陆约束，并定义投放窗口；而后，根据着陆动力学解析关系及投放着陆约束，推导着陆速度约束在二维平面上的窗口的二维投影边界解析式；最后，设计表征着陆安全性的评价指标，得到带指标分布的安全投放窗口。本发明生成的安全投放窗口可为着陆器投放状态的快速选取提供依据，提高着陆安全性和着陆成功率。
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公开(公告)号：CN111762341A
公开(公告)日：2020-10-13
申请号：CN202010639225.7
申请日：2020-07-06
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的小天体形貌特征在线提取的安全附着多模切换制导方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：针对少量稀疏大型障碍与多量密集小型障碍两种典型小天体表面形貌分布特点，分别建立障碍规避约束，并提取表面形貌特征变量，设计障碍规避模型自主切换规则，通过计算实际测量结果与标称表面形貌特征变量间的马氏距离，实现小天体安全附着星上多模式自主切换，结合每种模式的障碍分布特点，采用非线性模型预测控制方法求解不同模式下的障碍规避最优控制问题，形成多模切换制导律，实现探测器在小天体表面的安全附着。本发明能够提高星上自主决策与环境感知能力，实现安全附着多模式自主切换，提高小天体附着任务安全性。
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公开(公告)号：CN111332498A
公开(公告)日：2020-06-26
申请号：CN202010211813.0
申请日：2020-03-24
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种小行星平衡点悬停探测常推力阈值控制方法，属于深空探测器控制领域。本发明根据小天体探测器的动力学模型，求得小天体平衡点的具体位置，并以平衡点为坐标原点建立平衡点处探测器的误差动力学模型，找到探测器在平衡点附近的标称悬停轨道；在悬停轨道附近设置位置阈值与速度阈值，当探测器的当前状态超出阈值范围，发动机开始工作；为进一步减少探测器的燃料消耗，根据动力学模型对T秒后探测器的状态进行预测，同时设置当前时刻的阈值和T秒后的阈值，只有探测器的状态同时超出两个阈值发动机才开始工作，进而将探测器保持在平衡点处标称悬停轨道上，即小天体平衡点悬停探测常推力阈值控制方法。
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公开(公告)号：CN110686683A
公开(公告)日：2020-01-14
申请号：CN201911057919.3
申请日：2019-11-01
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/24
Abstract: 本发明公开的基于不均匀膨胀椭球的行星着陆轨迹在线优化方法，属于深空探测技术领域。本发明针对天体表面复杂地形地貌，结合探测器当前位置与速度估计误差，在位置空间建立不均匀膨胀椭球模型；结合得到的不均匀膨胀椭球模型，根据星上障碍检测结果，计算动态空间裕度与最大危险方向矢量，实现对着陆风险的实时评估；根据动态空间裕度与最大危险方向矢量，形成着陆轨迹优化问题，通过模型预测控制方法，在滚动时域上对该问题进行求解，生成下降轨迹，从而在保证星上计算效率的前提下，提高探测器在状态不确定条件下对障碍的规避能力，完成安全精确着陆目标。本发明能够实现行星着陆轨迹的在线优化，提高探测器在行星着陆过程中的安全性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110466805A
公开(公告)日：2019-11-19
申请号：CN201910882457.2
申请日：2019-09-18
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的基于优化制导参数的小行星着陆制导方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法如下：建立着陆点坐标系下探测器的动力学方程；将探测器的运动在着陆点坐标系的三个方向上进行分析，得到各方向上探测器的位置、速度、加速度与时间的关系式；基于探测器运动关系式，建立制导参数与初始状态的函数关系式，采用参数估计的方法求出函数关系式中系数m、a、b的值，此函数关系式即为制导参数的优化选取公式；将三个方向上制导参数的优化选取公式分别代入探测器各方向上位置、速度、加速度与时间的关系式，结合动力学方程，得三个方向上基于优化制导参数的小行星着陆制导律；通过所述制导律进行小行星软着陆制导，提高小行星着陆制导效率。
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公开(公告)号：CN110309590A
公开(公告)日：2019-10-08
申请号：CN201910582531.9
申请日：2019-06-28
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开的一种再入飞行器速度-高度再入走廊预测方法，属于飞行器制导控制领域。本发明实现方法为：建立再入飞行器的动力学方程；基于过程约束实现对再入走廊下边界的预估；基于再入飞行器运动特性以及过程约束实现再入走廊上边界预估；通过严格分析获得再入飞行器的速度-高度上边界，即通过严格再入走廊更精确反映飞行器再入过程的安全包络，通过预测再入飞行器的速度-高度再入走廊，解决飞行器再入段弹道控制相关工程问题；所述飞行器再入段弹道控制相关工程问题包括通过设计合理的制导律提高制导精度，缩小观测范围。本发明相较于传统的采用拟平衡滑翔约束设计的再入走廊范围更宽，更符合再入飞行器机动性能强，轨迹波动范围大的特征。
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公开(公告)号：CN115143966B
公开(公告)日：2025-03-04
申请号：CN202210798131.3
申请日：2022-07-06
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种节点关联观测信息提取方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：根据节点间相对指向信息和节点间相对位置矢量信息满足节点间多视图几何约束的特点，匹配节点光学导航相机共同观测区域内的机会特征，由多组特征的对极约束方程求解节点间相对指向信息；在共同观测区域内搜寻绝对位置已知的形貌特征，若存在此类特征则联合激光测距仪信息，由光学测量几何关系得到节点间相对位置矢量信息；基于Sampson距离构建用于选取节点关联信息的评价函数，根据评价函数选取Sampson距离较小的信息作为节点关联信息，为柔性附着状态协同导航提供精确的节点关联信息。根据所述精确的节点关联信息对节点状态进行修正，提高柔性附着状态协同导航的精度。
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公开(公告)号：CN118907448A
公开(公告)日：2024-11-08
申请号：CN202411125665.5
申请日：2024-08-16
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/62
Abstract: 本发明公开的基于多维约束窗口的行星着陆器开伞判定方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：分别建立着陆器进入段、伞降段和动力下降段的动力学模型；设定伞降段与动力下降段切换条件，考虑动力下降段的燃耗约束与推力约束，建立最大和最小航程优化问题模型；根据着陆器开伞的马赫数、动压和高度约束求解高度‑速度二维约束开伞窗口；对于每个采样点设定不同初始航迹角，求解开伞后的最大与最小航程，构建高度、速度、航迹角、极限航程表征的多维约束开伞窗口；根据着陆器状态和多维开伞窗口，预测着陆器开伞后的最大航程与最小航程，构建着陆器航程控制能力评价指标，由该指标建立开伞逻辑判据，根据开伞逻辑判据控制着陆器的开伞时机。
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公开(公告)号：CN118363302A
公开(公告)日：2024-07-19
申请号：CN202410240868.2
申请日：2024-03-04
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开的扰动条件下高速飞行器任务可实现性评估方法，属于飞行器制导与控制技术领域。本发明实现方法为：构建可实现性评估模型。对存在扰动的气动参数进行无量纲化得到扰动参数，建立可行域，定义高速飞行器任务可实现性为对概率密度函数在可行域上的积分。定义组合扰动参数和可行域边界函数，根据两点的函数值得到线性化的可行域边界函数，在可行域边界函数围成的区域积分得到线性化条件下的任务可实现性模型。建立优化问题，对于给定的飞行器状态求解可行域边界函数两点的值并得到线性近似的可行域边界函数，代入得到该状态下的任务可实现性。对飞行器不同状态下的多组数据进行多元插值建立插值数据库，实现对给定状态下任务可实现性评估。
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