基于障碍函数方法的月球软着陆最优轨迹设计

针对推力约束条件下的月球软着陆问题，研究了一种基于障碍函数求解最优终端制导律的方法。首先对探测器的动力学模型做简单变换，将探测器的运动分解为径向与切向运动；然后分别设计合理的对数函数作为障碍函数，将有限推力约束条件下的轨道优化问题转化为无约束优化问题，避免了软着陆过程中推力饱和问题的出现；对最优控制问题中的两点边值问题，将其转化为对共轭变量初值的优化问题，并应用非线性规划方法进行求解；最后通过数字仿真结果表明所研究方法的有效可行。