可重复火箭着陆轨迹离散控制的精确引导

本文为工程说明，依据期刊要求未正式给出摘要。本文的主要思想如下。在可重复火箭的末端大气着陆过程中，存在各种扰动可导致轨迹离散。轨迹离散随飞行时间传播，最终决定着陆精度。因此，为实现高精度着陆，本文提出了一种新的在线轨迹离散控制方法。基于参数化最优反馈引导律（POFGL），本方法的两个关键组件为：在线轨迹离散预测和用于轨迹离散优化的实时引导参数调谐。首先，通过形式化参数化概率扰动模型，预测 POFGL 下的闭环轨迹离散。与协方差控制引导方法相比，通过广义多项式混沌（gPC）展开和伪谱点 collocation 方法实现更精确的轨迹离散预测。其次，为确保计算效率，设计基于梯度下降的实时引导参数调谐律，以同时优化性能指数并满足着陆误差离散约束，显著减少了引导设计的保守性。数值仿真表明，轨迹离散预测方法可在较小计算资源下达到与蒙特卡洛方法相同的精度；引导参数调谋律通过直接塑造轨迹离散，可提高最优性能指数并满足所需精度要求。