小天体附着三维凸轨迹燃耗最优控制方法

摘要

本发明公开的小天体附着三维凸轨迹燃耗最优控制方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：针对小天体附着动力学的耦合特性，基于空间曲线的几何特征，利用以当前位置和目标着陆点连线为母线的动态锥约束探测器的当前速度矢量，使探测器沿三维凸轨迹附着。构造三维轨迹凸约束，并将三维轨迹凸约束松弛为衡量三维轨迹凸度的性能指标，加权至原有最小燃耗指标中。在加权指标的基础上，考虑控制约束、初始和末端约束以及耦合动力学形成最优控制问题。将最优控制问题进行转化，使其能够直接用序列二阶锥规划的方法快速求解。当采用所求最优控制序列时，探测器沿三维凸轨迹安全附着，减小与障碍碰撞的风险，提高附着的安全性。