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公开(公告)号：CN110329547B
公开(公告)日：2021-02-02
申请号：CN201910689459.X
申请日：2019-07-29
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开的基于速度增量走廊的小天体高速撞击末制导方法，属于深空探测技术领域。本发明针对大质量撞击器高速撞击末制导精度低的问题，将末制导过程设计为若干次预测‑校正形式的轨道修正机动。实现方法为：星载计算机根据导航测量结果，每隔一段固定时间对当前时刻的速度增量进行一次粗预测，确定预测增量在速度增量走廊中所处的位置；根据粗预测结果自适应确定轨道机动开机时刻与开机次数；对当前时刻的速度增量进行精预测，并实施轨道机动，循环判断直至完成撞击，实现基于速度增量走廊的小天体高速撞击末制导。本发明具有如下优点：(1)撞击精度高；(2)撞击精度对系统噪声的敏感度低；(3)对不同条件下的高速撞击任务具有普适性。
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公开(公告)号：CN112631285A
公开(公告)日：2021-04-09
申请号：CN202011441900.1
申请日：2020-12-08
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开的小天体附着自主避障轨迹快速生成方法，属于深空探测技术领域。本发明通过“地形走势实时拟合”加“避障轨迹快速更新”的组合实现自适应避障制导。星载计算机根据激光测距仪测得的小天体表面高程信息序列，对地形走势进行拟合。使用当前地形拟合曲线终点的斜率以直线的形式向前延伸，对前方地形走势进行判断，评估当前飞行轨迹安全性。当前满足预设安全性要求时，按照解析能量最优制导律进行制导。当前不满足预设安全性要求时，通过调节三个方向的推力输出比例实现对轨迹几何曲率的调整，实现对参考避障轨迹的跟踪。循环进行上述地形评估和避障机动，最终达到在尽可能避免推力饱和的条件下实现地形障碍规避，完成安全附着的目标。
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公开(公告)号：CN114111782A
公开(公告)日：2022-03-01
申请号：CN202111180796.X
申请日：2021-10-11
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种柔性着陆器状态表征与估计方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：所述柔性着陆器指具有柔性结构面状外形的柔性着陆器，在保留柔性着陆器柔性功能的前提下，将柔性着陆器简化为若干具有柔性连接的质量聚集体，并基于柔性附着等效面对柔性着陆器的位姿状态进行近似表征；在所述近似表征基础上，利用安装在柔性着陆器不同位置的敏感器在复杂未知环境中进行柔性附着协同导航，根据质量聚集体间重合观测区域信息及柔性连接约束，融合多源测量约束信息，确定柔性附着等效面中心位置和倾角，实现柔性着陆器位姿状态估计。本发明不仅适用于小天体附着探测任务，也适用于卫星在轨服务等近地任务。
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公开(公告)号：CN113467241B
公开(公告)日：2022-09-16
申请号：CN202110761944.0
申请日：2021-07-06
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开的凸曲率着陆轨迹燃耗优化方法，属于深空探测技术领域。本发明将优化问题中的指标和约束均处理为符合二阶锥规划问题的形式，使用内点法求解燃耗优化轨迹，具有优化速度快且无局部最优解的优势；将凸优化方法引入凸曲率轨迹设计中，将凸曲率轨迹特性转化为状态矢量的角度约束，通过构造含曲率相关约束的燃耗优化二阶锥规划问题，使着陆轨迹保留凸曲率轨迹在避障和观测方面既有优势的同时，有效兼顾燃料经济性；将曲率约束和轨迹实时优化方法相结合，设计参数化的曲率调节机制，根据着陆区实际地形条件，调节曲率约束序列函数中的可调参数值，在保证较高燃耗经济性的同时定量控制附着轨迹的弯曲程度，以适应不同任务条件下的各种避障需求。
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公开(公告)号：CN113467241A
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN202110761944.0
申请日：2021-07-06
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开的凸曲率着陆轨迹燃耗优化方法，属于深空探测技术领域。本发明将优化问题中的指标和约束均处理为符合二阶锥规划问题的形式，使用内点法求解燃耗优化轨迹，具有优化速度快且无局部最优解的优势；将凸优化方法引入凸曲率轨迹设计中，将凸曲率轨迹特性转化为状态矢量的角度约束，通过构造含曲率相关约束的燃耗优化二阶锥规划问题，使着陆轨迹保留凸曲率轨迹在避障和观测方面既有优势的同时，有效兼顾燃料经济性；将曲率约束和轨迹实时优化方法相结合，设计参数化的曲率调节机制，根据着陆区实际地形条件，调节曲率约束序列函数中的可调参数值，在保证较高燃耗经济性的同时定量控制附着轨迹的弯曲程度，以适应不同任务条件下的各种避障需求。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114111782B
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202111180796.X
申请日：2021-10-11
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种柔性着陆器状态表征与估计方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：所述柔性着陆器指具有柔性结构面状外形的柔性着陆器，在保留柔性着陆器柔性功能的前提下，将柔性着陆器简化为若干具有柔性连接的质量聚集体，并基于柔性附着等效面对柔性着陆器的位姿状态进行近似表征；在所述近似表征基础上，利用安装在柔性着陆器不同位置的敏感器在复杂未知环境中进行柔性附着协同导航，根据质量聚集体间重合观测区域信息及柔性连接约束，融合多源测量约束信息，确定柔性附着等效面中心位置和倾角，实现柔性着陆器位姿状态估计。本发明不仅适用于小天体附着探测任务，也适用于卫星在轨服务等近地任务。
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公开(公告)号：CN116125815A
公开(公告)日：2023-05-16
申请号：CN202310155690.7
申请日：2023-02-23
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开的小天体柔性着陆器智能协同控制方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：采用基于深度神经网络训练的柔性着陆器智能动力学模型代替离散曲率动力学模型。使用基于LSTM的RNN，学习柔性着陆器离散曲率动力学模型序列数据，训练柔性着陆器智能动力学模型，有利于避免序列过长导致的梯度消失问题，同时能够记忆柔性着陆器的运动演化规律，通过LSTM网络的记忆单元提取着陆器动力学模型数据在时间层面上的运动状态关联关系，利用运动状态关联关系提高对柔性着陆器动力学模型的拟合效率。本发明利用柔性着陆器智能动力学模型设计附着控制补偿项，减小着陆器运动误差，提高附着过程中对柔性着陆器的自主控制精度和实时性。
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公开(公告)号：CN112631285B
公开(公告)日：2021-11-23
申请号：CN202011441900.1
申请日：2020-12-08
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开的小天体附着自主避障轨迹快速生成方法，属于深空探测技术领域。本发明通过“地形走势实时拟合”加“避障轨迹快速更新”的组合实现自适应避障制导。星载计算机根据激光测距仪测得的小天体表面高程信息序列，对地形走势进行拟合。使用当前地形拟合曲线终点的斜率以直线的形式向前延伸，对前方地形走势进行判断，评估当前飞行轨迹安全性。当前满足预设安全性要求时，按照解析能量最优制导律进行制导。当前不满足预设安全性要求时，通过调节三个方向的推力输出比例实现对轨迹几何曲率的调整，实现对参考避障轨迹的跟踪。循环进行上述地形评估和避障机动，最终达到在尽可能避免推力饱和的条件下实现地形障碍规避，完成安全附着的目标。
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公开(公告)号：CN111319802B
公开(公告)日：2021-09-03
申请号：CN202010191841.0
申请日：2020-03-18
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的小天体附着轨迹自适应曲率匹配制导方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：星载计算机根据测量的当前着陆器所处位置信息，计算附着器与预定着陆点间的水平距离，计算当前水平距离下的安全高程；将安全高程与测量的实际高程信息对比，判断前方运动轨迹是否与地形障碍冲突；在相对高度处于安全范围时，通过分析轨迹形状与着陆器状态量的关系，引入三轴推力系数推导得到带参数的解析最优制导律，并建立解析能量最优制导律和带参数的解析最优制导律相互转化的条件；根据该条件调整推力参数提升轨迹曲率，达到规避地形障碍的目的；当相对高度重归预期范围将推力参数还原；循环判断至估计的剩余时间的值趋于零，实现陆器成功着陆。
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公开(公告)号：CN111319802A
公开(公告)日：2020-06-23
申请号：CN202010191841.0
申请日：2020-03-18
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的小天体附着轨迹自适应曲率匹配制导方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：星载计算机根据测量的当前着陆器所处位置信息，计算附着器与预定着陆点间的水平距离，计算当前水平距离下的安全高程；将安全高程与测量的实际高程信息对比，判断前方运动轨迹是否与地形障碍冲突；在相对高度处于安全范围时，通过分析轨迹形状与着陆器状态量的关系，引入三轴推力系数推导得到带参数的解析最优制导律，并建立解析能量最优制导律和带参数的解析最优制导律相互转化的条件；根据该条件调整推力参数提升轨迹曲率，达到规避地形障碍的目的；当相对高度重归预期范围将推力参数还原；循环判断至估计的剩余时间的值趋于零，实现陆器成功着陆。
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