航天器最优控制理论以及最优制导

资 源 简 介

航天器最优控制理论以及最优制导

详 情 说 明

航天器最优控制理论是现代航天工程中的核心课题之一，其核心思想是在满足动力学约束、燃料消耗等条件下，通过数学方法寻找使特定性能指标最优的控制策略。这种理论在轨道转移、交会对接等场景中具有重要应用价值。

以交会对接任务为例，最优制导律的设计通常遵循以下流程：首先需要建立精确的航天器相对运动动力学模型，常用的有C-W方程等线性化模型。然后是确定最优性指标，比如最小燃料消耗或最短转移时间。接着应用最优控制理论中的庞特里亚金极小值原理或动态规划等方法，推导出最优控制量随时间变化的规律。

在实际工程中，还需要考虑航天器推力限制、躲避障碍等约束条件，这时最优解往往需要通过数值方法求得。仿真验证是最后的关键环节，通过数学仿真和半物理仿真来验证制导律的有效性和鲁棒性。整个设计过程体现了从理论建模到工程实现的完整闭环。