| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 常用符号表 | 第20-22页 |
| 1 绪论 | 第22-42页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第22-28页 |
| 1.2 探月返回再入技术研究概况 | 第28-34页 |
| 1.2.1 再入轨迹优化设计 | 第28-31页 |
| 1.2.2 参考轨迹跟踪技术 | 第31-33页 |
| 1.2.3 数值预测校正再入制导 | 第33-34页 |
| 1.3 月面定点软着陆制导控制技术研究概况 | 第34-37页 |
| 1.3.1 动力下降定点软着陆制导技术 | 第35页 |
| 1.3.2 动力下降制导控制一体化技术 | 第35-37页 |
| 1.4 探月返回再入与软着陆制导及其相关技术存在的主要问题 | 第37-38页 |
| 1.5 论文研究内容及组织结构 | 第38-42页 |
| 2 探月飞船返回再入及月面软着陆问题建模 | 第42-58页 |
| 2.1 探月飞船及其飞行剖面 | 第42-46页 |
| 2.1.1 探月返回再入 | 第44-46页 |
| 2.1.2 月面软着陆 | 第46页 |
| 2.2 再入动力学建模 | 第46-53页 |
| 2.2.1 飞船模型 | 第47-49页 |
| 2.2.2 再入飞行环境模型 | 第49-51页 |
| 2.2.3 探月飞船返回再入动力学模型 | 第51-53页 |
| 2.3 月面软着陆动力学建模 | 第53-57页 |
| 2.3.1 坐标系定义 | 第53-55页 |
| 2.3.2 月面软着陆动力学模型 | 第55-57页 |
| 2.4 本章小结 | 第57-58页 |
| 3 探月飞船返回再入轨迹优化设计与轨迹跟踪 | 第58-100页 |
| 3.1 轨迹优化问题描述 | 第58-61页 |
| 3.1.1 动力学约束 | 第58-59页 |
| 3.1.2 过程约束 | 第59页 |
| 3.1.3 端点状态约束 | 第59-60页 |
| 3.1.4 倾侧角和虚拟控制量约束 | 第60页 |
| 3.1.5 性能指标 | 第60页 |
| 3.1.6 优化问题描述 | 第60-61页 |
| 3.2 连续系统的离散化及NLP问题求解 | 第61-66页 |
| 3.2.1 Radau伪谱法 | 第61-62页 |
| 3.2.2 HP-Radau伪谱法 | 第62-65页 |
| 3.2.3 NLP问题求解 | 第65-66页 |
| 3.3 模糊多目标优化问题 | 第66-69页 |
| 3.3.1 多目标优化的数学描述 | 第66-67页 |
| 3.3.2 模糊理论与目标模糊化 | 第67-68页 |
| 3.3.3 非线性隶属度函数 | 第68-69页 |
| 3.4 探月飞船返回再入轨迹优化仿真分析 | 第69-78页 |
| 3.4.1 单目标轨迹优化 | 第69-74页 |
| 3.4.2 模糊多目标轨迹优化 | 第74-78页 |
| 3.4.3 隶属度函数对优化结果的影响 | 第78页 |
| 3.5 探月飞船返回再入轨迹跟踪理论基础 | 第78-82页 |
| 3.5.1 纵向动力学方程 | 第79页 |
| 3.5.2 线性二次调节器(LQR) | 第79-81页 |
| 3.5.3 反步控制器 | 第81-82页 |
| 3.6 基于LQR的轨迹跟踪方法设计 | 第82-83页 |
| 3.7 基于反步法的轨迹跟踪方法设计 | 第83-89页 |
| 3.7.1 标准反步跟踪器设计 | 第83-85页 |
| 3.7.2 扰动观测器设计 | 第85-86页 |
| 3.7.3 滤波器设计 | 第86-87页 |
| 3.7.4 稳定性分析 | 第87-89页 |
| 3.8 探月飞船返回再入轨迹跟踪仿真分析 | 第89-98页 |
| 3.8.1 LQR方法 | 第90-92页 |
| 3.8.2 反步方法 | 第92-95页 |
| 3.8.3 蒙特卡洛分析 | 第95-98页 |
| 3.9 本章小结 | 第98-100页 |
| 4 近地轨道飞船再入过载自动释放数值预测校正制导 | 第100-116页 |
| 4.1 近地轨道飞船再入问题描述 | 第100-102页 |
| 4.2 过载自动释放倾侧角幅值剖面设计 | 第102-104页 |
| 4.2.1 过载释放的基本原理 | 第102-103页 |
| 4.2.2 倾侧角幅值剖面设计 | 第103-104页 |
| 4.3 数值预测校正制导 | 第104-107页 |
| 4.3.1 纵向制导 | 第104-106页 |
| 4.3.2 倾侧角幅值剖面迭代参数选择策略 | 第106-107页 |
| 4.3.3 侧向制导 | 第107页 |
| 4.4 升阻力加速度与航程误差滤波 | 第107-108页 |
| 4.5 仿真分析 | 第108-114页 |
| 4.5.1 标称再入条件 | 第108-109页 |
| 4.5.2 扰动模型 | 第109页 |
| 4.5.3 标称再入 | 第109-111页 |
| 4.5.4 蒙特卡洛仿真 | 第111-114页 |
| 4.6 本章小结 | 第114-116页 |
| 5 探月飞船返回再入数值预测校正制导 | 第116-132页 |
| 5.1 探月飞船返回再入问题描述 | 第116-117页 |
| 5.2 数值预测校正制导算法设计 | 第117-122页 |
| 5.2.1 倾侧角幅值剖面设计 | 第117-118页 |
| 5.2.2 跳跃段制导算法设计 | 第118-119页 |
| 5.2.3 末段制导算法设计 | 第119-122页 |
| 5.3 过载抑制 | 第122-124页 |
| 5.4 仿真分析 | 第124-129页 |
| 5.4.1 标称再入条件 | 第124页 |
| 5.4.2 扰动模型 | 第124-125页 |
| 5.4.3 标称再入 | 第125-128页 |
| 5.4.4 蒙特卡洛仿真 | 第128-129页 |
| 5.5 本章小结 | 第129-132页 |
| 6 多约束月面定点软着陆制导方法设计 | 第132-148页 |
| 6.1 多约束定点软着陆问题描述 | 第132-134页 |
| 6.1.1 动力学方程 | 第132-133页 |
| 6.1.2 约束条件 | 第133-134页 |
| 6.2 ZEM/ZEV反馈制导方法 | 第134-137页 |
| 6.2.1 基本ZEM/ZEV算法 | 第134-135页 |
| 6.2.2 改进的ZEM/ZEV算法 | 第135-136页 |
| 6.2.3 初始轨迹生成 | 第136-137页 |
| 6.3 模型预测静态规划(MPSP) | 第137-139页 |
| 6.4 多约束定点软着陆制导方法设计 | 第139-142页 |
| 6.5 仿真分析 | 第142-147页 |
| 6.6 本章小结 | 第147-148页 |
| 7 月面定点软着陆次优制导控制一体化设计 | 第148-170页 |
| 7.1 软着陆制导控制问题描述 | 第148-149页 |
| 7.2 制导控制系统设计 | 第149-158页 |
| 7.2.1 扩展的ZEM/ZEV制导方法设计 | 第149-152页 |
| 7.2.2 制导控制系统内外回路设计 | 第152-154页 |
| 7.2.3 制导控制系统一体化设计 | 第154-158页 |
| 7.3 虚拟控制量滤波器设计及系统稳定性分析 | 第158-161页 |
| 7.3.1 滤波器设计 | 第158-159页 |
| 7.3.2 稳定性分析 | 第159-161页 |
| 7.4 仿真分析 | 第161-169页 |
| 7.4.1 标称仿真 | 第162-165页 |
| 7.4.2 蒙特卡洛分析 | 第165-169页 |
| 7.5 本章小结 | 第169-170页 |
| 总结与展望 | 第170-174页 |
| 参考文献 | 第174-182页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 | 第182-184页 |
| 致谢 | 第184-186页 |
| 附录 各国发射探月飞行器一览表 | 第186-188页 |