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北京理工大学夏元清教授应邀在智·信讲堂开讲

编辑: 发表时间:2021-06-20   浏览次数:

6月17日,学院智·信讲堂在智信楼305会议室举行,北京理工大学的夏元清教授应邀开讲。

火星被认为是太阳系中最有可能存在生命的类地行星,也是一个可供人类移居的星球。探索火星可以发现供人类利用的新太空能源以及新的居住环境,对人类可持续发展有重大意义。火星探测是许多新技术的试验场地,体现了一个国家在国防、工业和经济上的综合实力。21世纪初,世界各国陆续开展或实施火星探测计划。尤其2020年,美国、中国、阿联酋发射火星探测器到火星进行探测、着陆或采样等工作。我国更是实现首次探测火星即完成软着陆。然而,航天器从地球飞向火星的过程会经历多个不同阶段,在每个阶段都会遇到各种困难和挑战。如何解决航天器在各个阶段遇到的困难是亟待解决的问题。

夏元清教授主要研究的是在航天探测器进入、下降与着陆火星的过程中,如何高精度的导航、制导与控制探测器。他作了题为《火星探测器进入、下降与着陆过程的导航、制导与控制:“恐怖七分钟”》的讲座,主要分析了火星着陆过程所面临的主要问题与挑战,如可用导航测量设备少,观测信息有限;模型具有不确定、非线性和强扰动、物伞系统运动姿态难以描述;着陆过程消耗燃料过多;火星地表环境复杂,不确定因素较多等。首先针对进入段存在的大气密度不确定性、升阻比不确定性和弹道系数不确定性,模型中存在的未知扰动或偏差,动力学模型误差和测量模型异常值,提出IMU/轨道器/火星表面信标的组合导航方案,设计弱敏感滤波器、自适应插值滤波器、自适应胡贝尔插值滤波算法进行状态估计。然后,提出基于自抗扰控制/滑模和扩张状态观测器/反步法的轨迹跟踪控制对总和不确定性进行精确估计与补偿,实现飞行器的高精度轨迹跟踪控制。最后,夏元清教授还介绍了在火星环境不确定性以及火星表面强烈阵风的环境下,利用基于深度学习的高精度自主路径规划方法来实现火星车到目标点的自主路径规划。此外,也对火星探测器进入、下降与着陆过程的3D仿真实验效果进行了展示。

发展自主无人系统的高精度控制也是我校学科发展与建设的重要领域。两校在无人系统自主高精度控制方面的研究也有着相似之处,今后将继续开展深入交流与合作。(文/图 张皓)

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