基于对偶四元数的带状态触发约束动力下降制导

本文提出一种计算6自由度自由末时动力下降制导轨迹的数值算法。轨迹生成问题采用刚体动力学的单位对偶四元数表示及若干标准路径约束进行建模。我们的公式还包括一种特殊的视线约束，其仅在相对于着陆点特定斜距带内强制执行，这一新特征尤其与地形与危险相对导航相关。我们使用新引入的状态触发约束以适于实时实现的方式表述这些距离约束。所得非凸最优控制问题被迭代求解为一系列凸二阶锥规划，局部逼近该非凸问题。每个二阶锥规划使用可定制内点法求解器求解。同时还引入了一种缩放方法与一种新的启发式技术，引导收敛过程朝向动态可行性。为展示算法能力，给出了两个数值案例研究。第一项研究包含斜距触发视线约束对所得轨迹的影响。第二项研究执行蒙特卡洛分析以评估算法对初始条件与实时性能的鲁棒性。