基于Agent的自主探测器软件结构

深空探测的环境特点要求探测器具有一定的自主性,因而对探测器的软件结构也提出了新的要求,文章针对这一情况提出一种基于Agent的自主探测器软件结构,该结构包括两部分:短期反作用控制Agent和长期规划Agent,前者主要是处理一些紧急情况下的操作(如探测器故障时),后者是从全局考虑,对探测器的长期任务作出决策。文中软件结构以长期规划Agent为主,反作用控制Agent为辅,共同完成深空探测器的飞行任务。

基于三维地形匹配的月球软着陆导航方法研究

针对月球探测器定点着陆任务的需要,研究了基于三维地形匹配的导航方法。对三维地形匹配问题,将高程方差图局部极值点作为三维地形特征,在构建地形特征之间的相对位置与角度不变量的基础上,提出了基于投票的三维地形匹配策略。针对测量噪声统计特性的不确定性,将Sage-Husa噪声估计算子与迭代卡尔曼滤波相结合,通过对测量噪声进行在线估计有效避免滤波精度下降甚至滤波发散的出现。数字仿真结果表明所研究的导航方法能够有效地实现探测器相对位置和姿态的精确估计。

基于C-R模糊模型的预测控制的动态特性分析

提出了C-R模糊模型的辩识递推算法和C-R模糊模型的非线性预测控制算法。文中给出了C-R模糊模型的预测控制的动态特性分析,并得到了与线性预测控制理论相对应的C-R模糊模型的非线性预测控制稳定性定理,它对分析非线性预测控制具有一定的指导意义。

星际软着陆机动能力评估方法研究

针对软着陆过程中自主选取安全着陆点的需要,研究了探测器机动能力的评估方法.首先根据软着陆制导律,建立加速度模型积分结果与剩余燃料可生成速度增量之间的数学关系,推导出探测器机动能力的数值计算方法;其次,将软着陆过程中抵消重力作用与位置机动看作两个独立的过程,并假设位置机动过程为理想两脉冲机动,推导出解析的软着陆机动能力表达式;最后,通过数值仿真表明两种分析方法能够得到相近的结果,解析的机动能力分析方法可以实时的对探测器可能着陆区域进行预测,能够为探测器自主的选定着陆点提供重要依据.

星际软着陆自主安全着陆点选取方法

针对深空探测器精确安全软着陆的需要，研究了星际软着陆终端自主的安全着陆点选取方法。在星际软着陆终端，安全着陆点的选取除了要考虑着陆地形的安全性，还必须考虑探测器当前剩余燃料和着陆区的科学考察价值，综合多种因素为探测器选定最佳着陆位置。本文通过分析着陆地形、可用燃料和科学考察价值对安全着陆的影响，分别设计了各因素对安全着陆的影响函数，综合评估着陆区的安全程度。针对着陆地形的评估结果，考虑探测器导航、制导与控制误差，设计了安全着陆点的搜索策略。仿真结果表明，本文给出的安全着陆区选取方法能够有效的对着陆区的安全程度进行评估，并提取出最佳安全着陆位置，对保证探测器精确安全软着陆具有重要意义。

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。

视觉辅助的惯性导航方法

针对行星软着陆的需要，研究了一种视觉辅助的惯性导航方法。首先分别给出了弹坑导航路标和随机点特征的提取方法，并给出了弹坑路标和随机点特征初始位置的获取方法，然后结合弹坑路标和随机点特征测量对惯导误差进行修正，并设计EKF对探测器的运动状态和视觉特征的位置进行估计。数字仿真验证了本文所设计导航方案的可行性。

利用退火回归神经网络极值搜索算法求纳什均衡解

针对如何解算n人非合作的动态博弈对策中的纳什均衡解问题,提出一种利用退火回归神经网络极值搜索算法解算纳什均衡解的方法.在动态博弈对策问题中,将每个竞争者视为一个代价函数,利用此算法可以使每个代价函数均收敛于其最小值,从而获得此对策的纳什均衡解.此算法不限制代价函数的具体形式,同时由于摒弃了正弦激励信号,解决了一般极值搜索算法中存在的输出量“颤动”现象和控制量来回切换问题,改善了系统的动态性能.