登月飞行器软着陆轨道的遗传算法优化

为了完成对月球土壤的取样等科学任务,必须确保某些有效载荷安全降落在月球表面。该文完成了将遗传算法应用于推力幅值恒定的登月飞行器软着陆轨道的优化研究。通过将求解最优控制的参数化方法和浮点数编码的遗传算法(FGA)优化方法结合,并应用于归一化的二体模型,得到了燃料最优的软着陆轨道。仿真结果表明,利用遗传算法进行登月飞行器软着陆轨道优化研究无初值敏感问题,并可搜索到全局最优的轨道。     

嫦娥三号软着陆轨道模型及最优控制策略

基于嫦娥三号在月球预定区域内实现软着陆的轨道设计要求,建立着陆轨道设计与最优控制策略模型。首先,利用月心惯性参考系建立着陆准备轨道位置模型,确定近月点和远月点的位置;利用开普勒第二定律、机械守恒定律建立卫星速度模型,得到近月点和远月点的速度。然后,利用微分方程理论建立着陆轨道模型,得到主减速阶段的最优化策略;利用灰度值理论和Matlab软件,得到快速调整阶段,避障阶段,缓速下降阶段的最优化策略。     

基于广义乘子法的月球软着陆轨道快速优化设计

从探月器质心运动方程组出发,以探月器环绕月心的旋转角速度为中间变量,通过积分变换,将其对时间变量的积分转化为对状态变量的积分,使得原问题转化为终端积分变量固定型最优控制问题.在此基础上,通过优化变量的直接离散化和四阶Admas预测一校正数值积分方法,将软着陆轨道优化问题转化为有约束非线性规划问题.采用广义乘子法处理约束条件,采用拟牛顿法求解处理后的无约束最优化问题.仿真结果表明,此方法收敛速度快(耗时小于1s),优化精度高(接近理论最优解),对初始控制量不敏感、鲁棒性好.可用于探月器机载计算机实时生成软着陆轨道.     

基于3维模型的月球表面软着陆燃耗最优制导方法

为了解决月球探测器软着陆燃耗最优制导问题,基于变分法设计了最优制导律.首先,基于变分法,将问题转换为终端时间自由且带有条件约束的两点边值问题;其次,引入了时间尺度变换方法,将终端时间自由的两点边值转换成终点时间固定的两点边值问题;最后,为了确保两点边值的求解迭代算法收敛,提出了一种终端时间和共轭变量初始值猜测方法,并通过数值方法取得终端时间和共轭变量精确的初始值以及着陆过程中最优制导律和3维最优轨迹.仿真实验结果表明,所提方法有效,算法可收敛,并且实现了燃耗最优制导.     

月球探测器精确相对动力学模型及其应用

在地月会合坐标系下建立了月球探测器的相对动力学模型, 模型中考虑了太阳、地球和月球的真实天体力学环境. 给出了太阳引力摄动下地月会合坐标系绝对角速度的简单但精确的表达式. 所提供的相对动力学模型与J2000坐标系下的绝对动力学模型完全等价. 如果将太阳引力常数置为零, 模型则退化为椭圆型限制性三体问题模型; 如果再将月球轨道偏心率置为零, 模型则进一步退化为圆型限制性三体问题模型. 基于本文模型导出了计算地月系统的共线和三角拉格朗日平动点更精确位置的迭代格式, 它与儒略时刻以及所考虑的时间范围有关. 所提供的相对动力学模型对经由拉格朗日点的探月轨道设计有重要参考价值.     

嫦娥三号探测器成功落月

12月14日嫦娥三号探测器成功落月,中国成为第三个实现地外天体软着陆的国家。在落月后的12天月昼期间,嫦娥三号着陆器和“玉兔号”月球车圆满完成了两器互拍、月面行走、对地成像     

月球探索50年急行军

我想是时候出发去那里了!需要理由吗?我可以给你一百万个:我眼红那里的能源——充足的太阳能、数以百万吨计的氦3,后者可以造原子弹;那里没有风,重力也非常小,我可以做好多实验;我想在那里营造另外一个家;我想和那里的外星人谈谈;我想以那里作为驿站,飞向宇宙更远……我的目的地是38万千米之外:月球!     

日本将发射月女神探测器

月女神（SELENE，是SELenological and ENgineering Explorer的缩写，意为“月球探测工程”。而SELENE一词，又恰巧是希腊神话中月亮女神的名字，故译为“月女神”）月球探测器上，装备了15种观测仪器。主卫星将在月球上空100千米的极地圆形轨道上，以前所未有的精度，对整个月球及其周围环境进行各种观测。     

月球奥运会

2088年8月8日8时8分,我驾驶着自行研制的月球软着陆航天飞机——李帆1号,来到了月球,观看首届月球奥林匹克运动会。"2088月球首届奥林匹克运动会现在正式开始!"在大家期待的目光中,月球奥运会主席在台上高声宣布。     

将来，我们在月球定居

月球是离地球最近的天体,也是地球的天然卫星,从诞生之日起它就一直陪伴着地球绕太阳运行。近50年来,人类发射了许多探测器对月球表面进行探测,甚至还登上月球进行实地考察,为充分开发、利用月球资源做出不懈的努力。     

一种模拟月球着陆器低重力着陆试验方法

针对月球着陆器模拟着陆试验中低重力实现困难的问题,对国外已有低重力着陆试验方法进行了分析比较．在考虑试验成本和试验场地为主要因素时,得出了滑轮平衡法为经济实用方法的结论。在考虑滑轮转动惯量和转轴摩擦的基础上,应用拉格朗日方程推导了配重块质量及着陆器加速度相对误差计算公式,并对所得公式进行了实验验证．     

基于序列图像的火星软着陆自主导航避障方法

针对未知地形和障碍下火星软着陆精确避障问题,本文提出一种利用未知陆标序列图像测量的火星软着陆自主导航避障方法.该方法仅利用单目相机和惯性测量敏感器,以初始时刻星下点天南东系为着陆参考坐标系,利用火星表面未知陆标在连续两幅下降图像中的单位视线矢量测量及探测器状态估计建立未知陆标的隐式测量模型,通过EKF利用所建立的未知陆标隐式测量模型和基于IMU测量建立的运动学模型对探测器的运动状态进行估计,进而根据估计的探测器相对目标着陆点的位置和速度利用改进的四次多项式制导律完成避障制导控制.数学仿真表明,提出的方法可有效估计探测器相对于目标着陆点的位置和速度,并实现精度优于0.5 m的水平方向避障,从而满足火星软着陆安全避障的要求.     

基于遗传算法的车辆4自由度主动悬架最优控制研究

文章首先建立车辆4自由度主动悬架系统模型,然后针对悬架系统的控制问题,基于结合遗传算法和最优控制理论,提出悬架系统的最优控制策略。该控制方法利用遗传算法对LQR控制器的加权矩阵Q和R参数进行自适应调整优化,不仅可以避免传统的主动悬架LQR最优控制器设计中存在人为主观因素的问题,还能实现悬架系统的自适应最优控制。仿真实验结果表明,在不同车速和路面等级的行驶工况条件下,相比于传统的LQR控制方法,基于遗传算法优化的LQR控制能提高主动悬架系统的控制性能,使车辆获得更优的乘坐舒适性和操纵稳定性,研究结果为探寻有效的主动悬架控制策略、改善车辆的行驶性能提供了有用的控制方法参考。     

行星着陆——推进下降过程的建模与控制(英文)

登陆火星或月球时,释放降落伞后进入推进阶段,通过轴向推力倾斜实现水平方向运动,能够与速度矢量(重力)的相反方向一致或与需要的加速度方向保持一致.后一种策略能实现精确着陆,在该策略下,倾斜角(俯仰角和偏转角)与水平加速度成正比.这种策略并未采用以水平加速度为姿态控制目标的递阶导航与控制方案,而是基于角加速度对位置作用的四阶动力学特性设计了一个独特的控制系统.除去倾斜角的非线性因素(垂直制动规定的轴向推力)后,系统综合动力学方程能够实现(准)输入-状态线性化.论文同时表明:一方面,基于参考轨迹(倾斜角和位置)的控制器设计仅能实现部分输入-状态线性化;另一方面,系统的内部稳定性可以证明.即使存在不可镇定的外部干扰动力学模态时,仍能确保系统稳定性.蒙特卡洛仿真验证了闭环控制策略的有效性.     

基于再励学习的歼击机安全着陆横侧向协调控制

基于大系统递阶控制思想,提出了一种运用再励学习算法设计歼击机自动着陆横侧向协调控制系统的方法.将再励学习算法引入歼击机着陆阶段的横侧向子系统的协调控制中,对滚转通道和航向通道的控制器参数进行在线寻优,提高了在线补偿神经网络消除非线性系统逆误差的能力,有效地改善了歼击机着陆阶段横侧向控制子系统的鲁棒性能.通过将这种方法应用于某型歼击机自动着陆控制的实时仿真研究,仿真结果表明了本文方法的有效性和可行性.     

封闭空间有源噪声控制次级声源优化策略

针对封闭矩形空间,建立了基于小波迦辽金法的结构-声耦合计算模型.采用正交试验设计方法研究了次级声源位置和复强度2个因素的交互作用对有源噪声控制系统的降噪量的影响.虽然此交互作用均被以往文献所忽略,但研究表明该交互作用对于系统降噪量的影响比较显著.在此基础上,分别采用遗传算法和基于均匀设计的模式搜索方法,优化次级声源的位置和复强度.通过比较发现,考虑交互作用的优化结果较忽略交互作用的优化结果性能提高约30%,并且基于均匀设计的模式搜索算法的搜索效率虽然高于遗传算法,但容易陷入局部最优.     

遗传算法在水污染控制系统最优规划中的应用

针对水污染控制系统最优规划中存在的问题，提出应用遗传算法求解区域最优化模型，充分利用遗传算法全局搜索的能力，快速获得最优解。结果表明，这种算法可以克服试探法分段优化的不足，使规划结果更合理，投资费用更节省，为求解区域最优化模型提供了一种新方法。     

KdV-Burgers方程的最优控制

在Dirichlet边界条件下Burgers方程最优控制的基础上,深入研究KdV—Burgers方程的最优控制问题;根据变分不等式最优控制理论和分布参数系统的最优控制理论,运用泛函、Sobolve空间和一些著名不等式如Younger不等式的知识,选择合适的性能指标J(u,m),证明了在一个特殊的Banach空间上解的范数与原方程的控制项和初始值有关;并且在L^2空间中给出了方程在Dirichlet边界条件下的最优控制,进一步证明了其最优解的存在性．     

开放：中国股市“软着陆”

中国股市具有与生俱来的制度性缺陷，大量非流通股的存在使中国证券市场被强烈扭曲。巨大泡沫的存在是证券市场大起大落的根本原因。因此，证券市场只有在开放中实现“软着陆”，才能避免证券市场遭受重大冲击，才能避免国民经济和整个社会受到重大影响。