月球车GNC理论研究及原型样机研制

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jishunhui
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本工作报告介绍了月球车GNC理论研究与原理样机研制的基本情况。同时,对博士后阶段的相关工作进行了说明。 首先,对什么是月球车、月球车应具备的哪些基本功能进行了系统分析。在充分调研了国内外月球车,特别是对月球车GNC系统研制特点与方法进行了系统总结与分析的基础上,结合我国月球车研制,提出月球车样机研制的基本思路。系统分析了人类月球的探测过程及对月球的认知过程,特别是对月球车巡游探测科学目标及其对月球车的基本约束、月球探测测控系统、月球环境对月球车的基本约束进行了分析,在此基础上确定了月球车GNC样机研制的基本技术指标,从而为月球车GNC样机的研制提供了基本依据。 其次,为实现月球车GNC系统的基本技术指标,提出月球车GNC样机的基本概念及月球车样机具体实现方法及基本理论。并在自己开发的研究平台上进行了系统的仿真研究。主要包括七个方面: 1.在分析月球车GNC样机基本特点的基础上,设计了月球车GNC样机车体结构,并进行了加工。 2.根据月球车GNC样机技术指标,设计了月球车GNC样机控制系统硬件结构,即对月球车GNC样机所需的传感器、执行器、计算机系统、视觉系统等进行了选型与配置。多数设备已经定购,或购买并测试。 3.提出基于自主行为智能体的月球车GNC系统的体系结构。在该体系结构下,进行了系统的仿真研究。证明了该结构的可行性。实现了该体系结构包含的基本算法,包括状态机基础类、行为基础类、逻辑推理引擎基础类、词法分析基础类、八叉树基础类、运动学基础类、动力学基础类等。形成相对完善的、可以用于月球车GNC样机开发的C++代码库。 4.提出了基于太阳罗盘、IMU及月球星历的月球车定位定姿方法。对其基本原理进行了分析,并按计划开发太阳罗盘及月球车定位与定姿系统。 5.实现了月球车GNC所需的基本行为,并在理论上证明行为设计方法的正确性。包括目标趋向行为、避障行为、趋向目标的避障行为等。 6.提出了基本自主行为智能体的月球车运动规划与控制方法。包括月球车环境表示方法、行为设计方法、路径规划方法、运动规划方法、位形估识方法、运动校验方法、行为学习方法等。在建立仿真平台的基础上,系统分析了基于自主行为智能体的月球车运动规划与控制方法的可行性。 7.根据月球车GNC样机的结构设计,对月球车动力学进行了分析,并实现月球车动力学系统的跟踪控制。 最后对博士后阶段相关工作进行了说明,包括科研、实验室建设、研究生培养、发表论文等。
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