[发明专利]多约束行星着陆轨迹矢量规划方法

权利要求书

1.多约束行星着陆轨迹矢量规划方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤1、确定多约束行星着陆轨迹矢量规划问题一般形式，包含动力学方程、性能指标及约束条件；

步骤2、对步骤1所确定的多约束行星着陆轨迹矢量规划问题的约束条件的一般形式进行等价变换，通过等价变换将多约束行星着陆轨迹矢量规划问题的约束条件均转换为角度幅值约束形式；

步骤3、多约束行星着陆轨迹矢量规划问题包括动力学方程、性能指标和约束形式，性能指标、动力学方程由步骤1确定，约束形式已等价变换为角度幅值等价约束形式，进而对多约束行星着陆轨迹进行解算；由于在解算过程中，将多约束条件的形式统一为角度幅值等价约束形式，从而降低轨迹规划问题的解算复杂度，提高着陆轨迹规划的实时性和收敛性，提高行星着陆任务在复杂形貌环境中的着陆安全性。

2.如权利要求1所述的多约束行星着陆轨迹矢量规划方法，其特征在于：步骤1实现方法为，

确定行星着陆动力学方程的一般形式如式(1)所示；

其中，r,分别为飞行器位置和速度矢量，为状态矢量，为控制矢量，矩阵A、B、Δ分别为状态矩阵、控制矩阵和外界扰动矩阵；

多约束行星着陆轨迹矢量规划问题的性能指标一般形式如式(2)所示；

其中，Φ(x(t_f),t_f)为末端性能指标函数，L(x,u,t)为动态性能指标函数，t为飞行时间，t_f为末端飞行时刻；

多约束行星着陆轨迹矢量规划问题的约束条件一般形式如式(3)所示；

式(3)中的第一式为末端等式约束，C_f和d_f分别为给定矩阵；式(3)中的第二式为角度幅值约束，γ_i为矢量m_1,i(x)＝C_1,ix和m_2,i(x)＝C_2,ix间的夹角，C_1,i和C_2,i为常值矩阵；Γ_i为角度γ_i所对应的幅值上界，M_i为角度幅值约束的数量；式(3)中第三式为飞行方向约束，1_n,k为第k个轨迹方向约束所考虑的平面的单位法向量，为第k个轨迹方向约束的作用时间区间，M_k为所需考虑的轨迹方向约束个数；式(3)中第四式为障碍规避约束，ρ_j为飞行轨迹点集与第j个障碍集合间的距离，dist(·,·)表示两集合间的距离，对于整数k₁＜k₂，集合M_j为障碍个数；飞行轨迹点集和第j个障碍集合分别如式(4)和式(5)所示；

式(4)中，为容许控制集合；式(5)中，r_(j)为第j个障碍集合的几何中心，为半正定矩阵，用来描述第j个障碍的形状；

多约束行星着陆轨迹矢量规划问题由动力学方程式(1)、性能指标式(2)和约束条件式(3)构成。