基于多重滑模面的危险地形鲁棒燃料最优着陆制导
系统与控制
2025-02-03 v2 系统与控制
摘要
在任何航天器着陆任务中，在避开附近危险地形的同时实现燃料高效的精确软着陆至关重要。现有文献中极少有尝试同时解决精确软着陆和地形规避这两个问题的。为此，最近开发了一种最优地形规避着陆制导（OTALG）方法，该方法在规避地形的同时消耗接近最少的燃料，表现出良好的性能。然而，其性能在面对外部扰动时显著下降，表明缺乏鲁棒性。为缓解此问题，本文开发了一种近燃料最优制导律，以规避地形并在期望着陆点实现精确软着陆。通过使用多重滑模面（MSS）的滑模控制扩展 OTALG 公式，所提出的名为 'MSS-OTALG' 的制导律提高了精确软着陆的精度。此外，滑模参数被设计为允许着陆器通过离开滑模强制执行的轨迹来规避地形，并在地形规避阶段完成后最终返回该轨迹。最后，通过证明实际固定时间稳定性，确立了 MSS-OTALG 的鲁棒性。还提供了广泛的数值仿真，以展示其在有界大气扰动、推力偏差和约束条件下，在地形规避、低燃料消耗和精确软着陆精度方面的性能。与现有相关文献的比较研究验证了所开发的 MSS-OTALG 在所有这些性能指标上取得的平衡权衡。
引用
@article{arxiv.2403.12584,
title = {Robust Fuel-Optimal Landing Guidance for Hazardous Terrain using Multiple Sliding Surfaces},
author = {Sheikh Zeeshan Basar and Satadal Ghosh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.12584},
year = {2025}
}
备注
23 pages, 8 figures; This is a pre-print of the final paper accepted at Advances in Space Research