| 摘要 | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-11页 |
| 1 绪论 | 第16-34页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第16-19页 |
| 1.1.1 垂直起降运载火箭的意义 | 第16-17页 |
| 1.1.2 垂直起降运载火箭的关键技术 | 第17-19页 |
| 1.2 垂直起降运载器发展现状 | 第19-24页 |
| 1.2.1 国外垂直起降运载器发展现状 | 第19-23页 |
| 1.2.2 国内垂直起降运载器发展现状 | 第23-24页 |
| 1.3 动力软着陆轨迹优化方法概述 | 第24-29页 |
| 1.3.1 离线轨迹优化方法 | 第25-27页 |
| 1.3.2 在线轨迹优化方法 | 第27-29页 |
| 1.4 本文研究内容与组织结构 | 第29-34页 |
| 1.4.1 研究内容 | 第29-31页 |
| 1.4.2 组织结构 | 第31-34页 |
| 2 复杂约束下垂直起降运载火箭最优轨迹设计 | 第34-62页 |
| 2.1 引言 | 第34-35页 |
| 2.2 基于有限元正交配置的联立法 | 第35-38页 |
| 2.2.1 有限元正交配置法原理 | 第35-37页 |
| 2.2.2 正交配置点 | 第37-38页 |
| 2.3 内点法 | 第38-40页 |
| 2.3.1 原-对偶障碍算法 | 第39-40页 |
| 2.3.2 子问题的求解 | 第40页 |
| 2.4 运载火箭飞行全过程三自由度最优轨迹设计 | 第40-50页 |
| 2.4.1 飞行全过程三自由度轨迹优化问题构造 | 第40-43页 |
| 2.4.2 启发式初始化策略 | 第43-44页 |
| 2.4.3 仿真实验 | 第44-50页 |
| 2.5 运载火箭动力软着陆六自由度最优轨迹设计 | 第50-61页 |
| 2.5.1 动力软着陆六自由度轨迹优化问题构造 | 第50-54页 |
| 2.5.2 自适应离散化网格精细化算法 | 第54-57页 |
| 2.5.3 仿真实验 | 第57-61页 |
| 2.6 本章小结 | 第61-62页 |
| 3 垂直起降运载火箭动力软着陆滚动时域轨迹优化计算制导 | 第62-84页 |
| 3.1 引言 | 第62-63页 |
| 3.2 非线性规划灵敏度 | 第63-66页 |
| 3.2.1 灵敏度性质 | 第63-65页 |
| 3.2.2 灵敏度计算 | 第65-66页 |
| 3.3 运载火箭动力软着陆轨迹优化问题构造 | 第66-68页 |
| 3.3.1 动力学模型 | 第66-67页 |
| 3.3.2 边界约束 | 第67页 |
| 3.3.3 路径约束 | 第67-68页 |
| 3.3.4 目标函数 | 第68页 |
| 3.4 基础滚动时域轨迹优化计算制导 | 第68-75页 |
| 3.4.1 最优反馈算法 | 第68-69页 |
| 3.4.2 基础计算制导框架 | 第69-70页 |
| 3.4.3 仿真实验 | 第70-75页 |
| 3.5 预测校正滚动时域轨迹优化计算制导 | 第75-82页 |
| 3.5.1 预测校正算法 | 第75-76页 |
| 3.5.2 预测校正计算制导框架 | 第76-77页 |
| 3.5.3 仿真实验 | 第77-82页 |
| 3.6 本章小结 | 第82-84页 |
| 4 垂直起降运载火箭动力软着陆快速轨迹优化 | 第84-104页 |
| 4.1 引言 | 第84页 |
| 4.2 凸优化基础 | 第84-86页 |
| 4.2.1 凸集和凸函数 | 第84-86页 |
| 4.2.2 凸优化问题 | 第86页 |
| 4.3 动力软着陆问题无损凸化 | 第86-94页 |
| 4.3.1 无损凸化方法 | 第86-89页 |
| 4.3.2 变量转换 | 第89-91页 |
| 4.3.3 联立离散化 | 第91-92页 |
| 4.3.4 仿真实验 | 第92-94页 |
| 4.4 运载火箭动力软着陆问题序列凸化 | 第94-99页 |
| 4.4.1 推力约束无损凸化 | 第95-96页 |
| 4.4.2 动力学方程线性化 | 第96-98页 |
| 4.4.3 虚拟控制和信赖域策略 | 第98-99页 |
| 4.4.4 序列凸化算法 | 第99页 |
| 4.5 仿真实验 | 第99-103页 |
| 4.5.1 序列凸化初始化策略 | 第100-101页 |
| 4.5.2 结果分析 | 第101-103页 |
| 4.6 本章小结 | 第103-104页 |
| 5 动力软着陆轨迹优化方法在深空探测中的拓展 | 第104-130页 |
| 5.1 引言 | 第104页 |
| 5.2 月球表面垂直起降转移最优轨迹设计 | 第104-110页 |
| 5.2.1 垂直起降转移问题构造 | 第104-108页 |
| 5.2.2 同伦法 | 第108页 |
| 5.2.3 基于同伦法的回溯策略 | 第108-109页 |
| 5.2.4 垂直起降转移同伦回溯计算框架 | 第109-110页 |
| 5.3 月球表面垂直起降转移仿真实验 | 第110-116页 |
| 5.3.1 场景1 | 第111-113页 |
| 5.3.2 场景2、3、4 | 第113-116页 |
| 5.4 火星表面多点动力软着陆在线轨迹优化 | 第116-119页 |
| 5.4.1 多点动力软着陆问题构造 | 第116-117页 |
| 5.4.2 燃料消耗在线高精度估计算法 | 第117-118页 |
| 5.4.3 多点动力软着陆在线轨迹优化算法 | 第118-119页 |
| 5.4.4 算法误差分析 | 第119页 |
| 5.5 火星表面多点动力软着陆仿真实验 | 第119-129页 |
| 5.5.1 场景1 | 第120-123页 |
| 5.5.2 场景2 | 第123-126页 |
| 5.5.3 场景3 | 第126-129页 |
| 5.6 本章小结 | 第129-130页 |
| 6 总结与展望 | 第130-132页 |
| 6.1 本文工作总结 | 第130-131页 |
| 6.2 未来工作展望 | 第131-132页 |
| 参考文献 | 第132-144页 |
| 攻读博士学位期间主要的研究成果 | 第144-145页 |