多腿式月球探测软着陆器着陆动力学建模与仿真研究

发布时间：2016-12-27 11:16

本文关键词：多腿式月球探测软着陆器着陆动力学建模与仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

《南昌大学》 2008年

多腿式月球探测软着陆器着陆动力学建模与仿真研究

刘焕焕

【摘要】： 月表软着陆是我国实现嫦娥工程第二阶段“月球软着陆探测和自动巡视勘察”科学目标的一项关键技术,而月表软着陆动力学和仿真则是探测器结构设计、软着陆机构设计和样机飞行效果预测的重要手段与工具。本文建立了包括三腿、四腿月球探测器下坡软着陆的二维动力学方程,并对着陆过程中缓冲器的力学特性、足垫与月表的相互作用和着陆过程进行了数学描述。基于模块化编程思想,对所建立的月球探测器软着陆二维数学模型,运用MATLAB/SIMULINK软件对其着陆过程进行了编程实现。借助所编制的仿真软件,对月球探测器的二维软着陆动力学进行了仿真,对各种着陆条件参数,如着陆月表坡度、月表摩擦系数,着陆初始姿态角、垂直速度和水平速度,以及探测器的总体参数,如探测器的回转半径对着陆过载系数、稳定性和着陆腿压溃长度的影响进行了参数敏度分析,这对月球探测器着陆器着陆地点的选择,结构与机构参数的设计均具有一定的指导意义。

【关键词】：
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：V476.3
【目录】：

摘要3-4

Abstract4-7

第1章绪论7-23

1.1 引言7-8

1.2 空间探测器软着陆的特点8-13

1.2.1 空间探测器主要软着陆措施8-10

1.2.2 空间探测软着陆器举例10-12

1.2.3 地球再入软着陆器12-13

1.3 月球探测软着陆13-16

1.3.1 月表软着陆特点与过程13-14

1.3.2 人类已经实现的月球软着陆探测器14-16

1.4 多腿式月球探测器的软着陆机构16-20

1.4.1 着陆腿16-18

1.4.2 缓冲器18-20

1.4.3 足垫20

1.5 国内外月球探测器软着陆动力学研究概况20-22

1.6 本论文的研究内容22-23

第2章月球探测器软着陆动力学的数学建模23-36

2.1 月球探测器着陆条件23-25

2.1.1 研究对象23-24

2.1.2 月球表面模型24-25

2.1.3 月球探测器的缓冲方式与器件25

2.2 月球探测器的着陆要求25-27

2.2.1 月球探测器着陆时的过载系数要求25-26

2.2.2 月球探测器着陆时的稳定性要求26-27

2.3 月球探测器软着陆动力学的数学建模27-34

2.3.1 月球探测器软着陆动力学的基础模型27-31

2.3.2 探测器软着陆过程分析31-34

2.4 本章小结34-36

第3章软着陆动力学模型的MATLAB/SIMULINK实现36-48

3.1 Matlab/Simulink实现的模块化编程思想36-37

3.2 软着陆动力学模型的Matlab/Simulink实现37-45

3.3 仿真算例45-47

3.4 本章小结47-48

第4章软着陆动力学仿真与参数敏度分析48-60

4.1 着陆地点月表坡度的影响分析48-51

4.2 月面摩擦系数的影响分析51-52

4.3 回转半径的影响分析52-54

4.4 初始姿态角的影响分析54-55

4.5 垂直速度的影响分析55-57

4.6 水平速度的影响分析57-58

4.7 本章小结58-60

第5章总结与展望60-63

5.1 总结60-62

5.2 展望62-63

致谢63-64

参考文献64-67

攻读硕士期间的研究成果67

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