数模论文-嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略数学建模.pdf

赛区评阅编号（由赛区组委会填写）：

2018高教社杯全国大学生数学建模竞赛

承诺书

我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参

赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。

我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网

上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。

我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用别人的成果或

资料（包括网上资料），必须按照规定的参考文献的表述方式列出，并在正文引用处予

以标注。在网上交流和下载他人的论文是严重违规违纪行为。

我们以中国大学生名和信重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞

赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严处理。

我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展

示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。

我们参赛选择的题号（从A/B/C/D中选择一项填写）：A

我们的报名参赛队号（12位数字全国统一编号）：

参赛学校（完整的学校全称，不含院系名）：华南理工大学

参赛队员(打印并签名)：1.解坤

2.丛天怡

3.陈雪莹

指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：刘小兰

（指导教师签名意味着对参赛队的行为和论文的真实性负责）

日期:2018年08月28日

（请勿改动此页内容和格式。此承诺书打印签名后作为纸质论文的封面，注意电子版论

文中不得出现此页。以上内容请仔细核对，如填写错误，论文可能被取消评奖资格。）

赛区评阅编号（由赛区组委会填写）：

2018高教社杯全国大学生数学建模竞赛

编号专用页

赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：

评

阅

人

备

注

送全国评阅统一编号（由赛区组委会填写）：

全国评阅随机编号（由全国组委会填写）：

（请勿改动此页内容和格式。此页和评，打印后

纸质论文的页上。注意电子版论文中不得出现此页。）

嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略

摘要

嫦娥三号在高速飞行的情况下，要保证准确地在月球预定区域内实现软着陆，关键

问题是着陆轨道与控制策略的设计。

针对问题一，基于开普勒定律，求解着陆准备轨道方程，得嫦娥三号在远月点与近

月点的相应速度。将嫦娥三号的着陆轨道和着陆坐标结合，可求得近月点与月球心的相

对位置，结合椭圆公式可求得远月点坐标。确定了主减速阶段的运动轨迹后，嫦娥三号

的着陆轨迹也就基本确定了。本文在提出燃料最优制导律后，运用四阶Runge-Kutta函

数进行分段求解逼近，之后进行神经网络遗传算法寻优。

针对问题二，通过查阅相关资料，给出了软着陆各个阶段的动力学方程和制导律。

主减速段是耗时最长，燃料消耗最多的阶段，因此采用了燃料最优原则。快速调整阶段

利用推力大小和方向线性变化的制导律，满足主发动机推力和着陆器姿态匀速过渡的要

求。粗避障段垂直方向上采用燃料最优原则。为实现粗避障，本文采用对数字高层图进

行分块，计算各块方差后，设置一个合适的阈值，将分块分为安全区和危险区，再利用

动态规划的思想选取最大面积的连续安全区。精避障段同样采取燃料最优原则，并对高

层图进行分块，确定安全区与危险区。为了使最终着陆点与与着陆点接近，采用螺旋前

进有哪些信誉好的足球投注网站方法，有哪些信誉好的足球投注网站与中心点最近的着陆区。缓速下降段主要考虑的是着陆的安全性，故

使用匀变速直线运动模型。

针对问题三，在对模型的分析与检验中给出相应的误差分析。

关键字：软着陆燃料最优控制Run