[发明专利]一种天体表面弹道式飞行探测的轨迹生成方法

权利要求书

1.一种天体表面弹道式飞行探测的轨迹生成方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、设飞行器初始位置为原点；在飞行器轨迹的竖直平面内建立二自由度运动模型；

步骤二、将飞行器轨迹分成6个飞行阶段；飞行器的轨迹依次为垂直上升段、程序转弯段、无动力滑行段、重力转弯段、避障段和缓速下降段；

步骤三、设定各飞行阶段在二自由度运动模型中的参数；

步骤四、设定各飞行阶段的变段条件；

步骤五、设定各飞行阶段的边界约束条件；

步骤六、建立优化目标J的方程；

步骤七、设定粒子群算法参数；

步骤八、根据步骤一至步骤六，选取待优化参数；根据步骤七确定的粒子群算法参数，采用粒子群优化方法对待优化参数进行优化；得到优化后参数；将优化后参数代入二自由度运动模型，得到初步轨迹；

步骤九、对步骤八得到的初步轨迹，采用序列二次规划得到最终轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种天体表面弹道式飞行探测的轨迹生成方法，其特征在于：所述的步骤一中，二自由度运动模型为：

a_x(t_k)＝F_m(t_k)cosθ(t_k)/m(t_k)-F_h(t_k)sinθ(t_k)/m(t_k)

a_y(t_k)＝F_m(t_k)sinθ(t_k)/m(t_k)+F_h(t_k)cosθ(t_k)/m(t_k)

x(t_k+1)＝x(t_k)+v_x(t_k)T

y(t_k+1)＝y(t_k)+v_y(t_k)T

v_x(t_k+1)＝v_x(t_k)+a_x(t_k)T

v_y(t_k+1)＝v_y(t_k)+a_y(t_k)T

m(t_k+1)＝m(t_k)-F_m(t_k)T/I_spm-F_h(t_k)T/I_sph

式中，x为竖直向上方向；

y水平发射方向；

a_x为竖直方向加速度；

a_y为发射方向加速度；

t_k为第k拍时刻；

t_k+1为第k+1拍时刻；

F_m为主发动机推力，推力竖直向上；

F_h为平移发动机推力；

m为飞行器质量；在飞行过程中，随燃料消耗m变化；

θ为飞行器轴向与竖直方向夹角；

v_x为竖直方向速度；

v_y为水平发射方向速度；

I_spm为主发动机比冲；

I_sph为平移发动机比冲；

T为轨迹更新周期。