运载火箭动力着陆段制导控制方法综述与展望

可重复使用运载火箭能够大幅降低进入空间的成本,是下一代航天运输系统的重要组成部分,而动力着陆段是实现可重复使用运载火箭回收的关键。对现有运载火箭动力着陆段的制导控制方法进行了综述,在对现有方法进行分析的基础上提出了一种模块化协作设计,并对人工智能方法在制导控制中的应用进行了展望。首先建立了运载火箭动力着陆段制导控制的整体模型,归纳了常用指标及约束集合,并分析了制导控制设计需解决的问题。然后,对现有的主要制导控制方法,即解析制导方法、轨迹优化制导方法、基于机器学习的制导方法、姿态控制方法及制导控制协作方法等进行了综述,通过分析所考虑的运动方程模型、约束及性能指标等对主要方法进行了较全面的比较,并进一步针对不确定模型及干扰下的制导控制综合目标优化问题提出了一种模块化智能协作方法。最后,对动力着陆段制导控制方法的发展趋势进行了总结,并对人工智能方法与动力着陆段制导控制方法的结合进行了展望。