问答及答辩结果在线视频

下面就是咱们答辩委员会

各位成员提问

京阳 这样我先来问两个问题

一个是就是基于伪状态理论的

多段返回轨道那一段

后面提到了准Lambert的问题

对

这个准Lambert问题就是有约束的Lambert问题

对不对

对对对

就是加了

加了终端的飞行方位角约束

其实最近因为跟你一直在讨论伪状态

那个东西查了一些文献

我看其实国外的文献里面

包括Guidance的一些文章

也讨论过类似这种叫做

准Lambert问题这种概念

不知道你跟别人比起来

你的进步在哪

它是那个把那个出发时刻这个

出发时刻跟这个终端时刻

角全部约束

但它这个准是不解析的

我这个准是解析了

就是它是初始时刻和结束时刻

都有约束

而且还是数值求解

你现在末端时刻是有约束的

对

然后能够解析的求解

对

然后我初始时刻

是从某一个特定的点出发的

就我这个出发点它的位置

是知道的

好 清楚了

还有第二个问题

就是关于那个考虑

J2摄动月面附近的交会

因为这个交会的问题

实际上在地球附近也做过

因为课题组以前现在的老师

年轻老师以前做博士的时候

其实也做过类似的事情

就是神舟八号

跟这个天宫一号对接

做这个项目的时候

其实也做过类似这种中间

考虑J2摄动 中间加这么一层

而且地球的J2摄动

跟其他摄动比起来

其实要大三个量级

所以占主导地位很明显

对

而月球这个就没有那么明显

对

你在你的论文里也提到了

对对对

所以从这个意义上来讲

就是把在地球上

用的比较成熟的方法

如果直接搬到月球附近去做

看起来应该不会有那么好

对

因为它那个J2摄动不那么占优

所以我觉得你没有讲清楚

在这个里面会对你来讲

有什么特殊的困难

还是说我直接搬过去就好用了

我觉得没有讲清楚

这个就是我没有考虑J2摄动

然后直接搬过来用的时候

不是没有考虑J2摄动

人家地球那个也考虑J2摄动

它那个数值考虑的

数值

他研究的那个项目我也参与了

就探月三期的

一个交会对接

然后这个项目我也全程参与了

然后我们就是把那个地球

地球的那套方法搬过来用

然后最后发现有这个缺点

然后有一段时间我也很痛苦

什么缺点

就是面外误差太大

是不能解析求解

对 就用解析模型求出来之后

不用C-W或二体模型

它的面外误差又太大了

然后这个需要引用这个J2

有可能引用这个J2、J22

然后即使你用这种模型

它这个算例有可能是不收敛的

就是算100组算例

它可能其中就有这么几十组算例

它不收敛

然后这个程序交付了航天院所

它还是出现了这个问题

所以当时我就想到这个

所以你后来解决的方法

就是用Alfriend提出来的解析的那个

那个模型是吗

对对对

就是我现在把问题反过来讲

就是你在月球这试完了之后

我说如果再

现在再回过头来再做

这个类似天宫跟神舟这种对接

如果再做这个课题

反过来说

因为按照他们那个算法

基于地球的

是基于地球附近的

这个编队问题

那把那个用进来

就等于说你在月球上试完了

改进了

再把它再搬回来

会不会对原来那个

会有很大的改进

好多了

你试过吗

我没试过

你没试过

因为它这个J2这个东西

量级这个越显著

我们加进来之后效果是越好的

只是一个你的逻辑上的推理

这个理论说贡献的话

原来都是数值的

对

每一步几乎都是数值过去的

数值有时候我们实际

存在的问题

有时候不一定行

然后为什么不行

你现在是给出解析的回答

你这个解析的回答

原来我们在地球轨道上

现在到月球轨道上

用地球解析的方法

对 关键是解析

月球比地球的量级要小

小一个量级

但月球的交会对接

还可以用

解析来做

可以

地球应该更容易

更容易 对 效果更好了

这个如果没有一个项目支持

譬如我做完月球再挪过来做地球

相当于我做完地球之后这个论文

是没有创新性的

而对解决工程问题

没有太大的好处

对

可能你写不了文章了

对

就是换个参数

问你一下

你这个伪状态刚才我看你这个思想

就是他原来的思想就是说

地球月球为中心得两个影响

然后你是把它展开是吧

对

展开以后你取前面一些项

后面的小量作为误差

有没有可能考虑像我们现在

正在 我们比如我们

我们一直在做限制性四体问题

因为可能有没有可能

把影响再扩大

扩大

扩大一下

然后你再展开

这个

对 照这个思路之后

你比如说你现在有G1、G2

你要再有一个G3

你展开以后剩下那部分更小

有可能

把误差值再缩小一点

有有有有

这个思路特别好

因为它现在这个G1

就相当于我们要

我譬如四体

我在第一体下

然后积分一段拉过来

积分一段到这 然后我再拉回来

拉到初始的时刻

在第二个体下积

积完之后我再拉回来

然后积完之后

我再直线拉回来

然后再第三个体下积

相当于是实现那个三个叠加

这个 这个是大有可为的啊

一个是有这种可能

另外一个就是月球围绕地球转是椭圆的

是不是可以把偏心率考虑进来

看不是不可以展开 我就不知道了

我们做四体问题的时候 现在假设很多模型

比如双圆模型双椭圆模型

月球本身的这种

不太规则的运动

这个可以考虑

那个我估计你是

这些思路开拓一些以后

把这些考虑进来之后

全都打开了

总有能继续降低地可能

第二个我想问一下

你这里边最后的问题

包括伪状态下它前面一些

设计

最后以高精模型作为比较

假定高精模型的准确的

前面的各种误差你都

跟他对比

你这个高精模型里边

都考虑到哪些因素

就是你比如说月球的引力场

这块你刚才已经提了

就是你开始考虑主要为J2

交会对接模型

你后边月球的影响

你的高精模型里边考虑的

高精度模型

我是考虑这个地球引力月球引力

然后没有考虑地球J2

考虑了月球J2

J2到J几那是

到J几

J2到 总共考虑到

J2到J8还是J2到J6

然后考虑这个太阳的引力

跟这个光压力

对

就是阶数呢 是

可以这个无限上去的

我的模型上可以考虑这个

150乘150

就是引力场没问题

对 就是引力场

其他引力场影响没问题

三体摄动 没有考虑三体摄动

没有三体摄动 星历模型下

对 就是都可以加进来

都可以加进来

你用STK

我这个是拿C算的 C++ 三体影响就是

读一个位置

把地球的位置考虑进来

咱们在做登月的时候

就是真正到月球轨道的时候

它那个绕月轨道近月点

实际上在工程上

还是挺关注的

你这个就是我不知道你那个

地月转移轨道

在设计的时候

考虑近月点高度的这些

引用了哪些工程项呢

就是说在近月点的附近

我们考虑了近月点的高度

然后这个到达月球的时间

然后考虑了到达月球的轨道倾角

轨道倾角我们设计是45度

然后高度200km

然后近月时间呢是工程上给定的

你是用这一组参数做的算例呢

还是试过不同的

试过无数组算例

这个无数个不能这么说

你试过多少

试过好多算例

你不可能试过无数

那这个方法

方法都是适用的

对 方法适用的

还有一个问题

就是我看你那个还有一段设计

是关于就是返回大气层的

返回地球的那个设计

你那块没太理解

就是说

就是你那个高纬度

高纬度返回的时候

你在讲的过程中

提到了一个这个热流的问题

说这个时间越长

热载多越大

这个是什么概念呢

当时也是做项目的时候

他们这个提出来

如果这个再入航程这个过大

那它在待在这个大气层里面飞

这个可能它

这个热防护

它可能接受不了

就是老受到这个气流的冲击

譬如我这个材料

设计出来之后

你冲击一个

一个小时可以

但是你这个冲击一个

两个小时可能它受不了

是这样的

就是说

那你解决的办法呢

就是前期先做了一次变轨

做了一次减速

是吗

没有

就是大气的跳跃式再入进来

这么说吧

就是你进来的时候

反正你从月球返回的时候

是具备一定能量的

就是说要落到地面

是吧

跟地球相对静止

能量全都耗散掉

对

唯一的这个减能的方式呢

就是靠大气

靠大气阻力

对对对

对

为什么非得时间越长

它的这个

它的热载就越大呢

他刚才讲说反了

为了热的那个约束

应该长一点好

然后测控的约束短一点

他刚才说的时候

他说这样的一个过程中

这个研究设计精度提高一个量级

我没理解设计精度是什么概念

我的设计精度就是比较简单

就是一个误差

设计的误差

对

就是初始误差

设计出来这个

它这个所谓的设计精度

是应该用那个问题

他引用的那个

作为标准的高精度模型

跟这个比怎么样

高精度模型是动力学模型

设计是设计出来的东西呀

对对

你…

你自己用的词你自己解释

我这个可能敲的不是很精确

但是我试图解释一下

我的最初的想法

就是有一个这个标准模型

就是高精度模型

然后呢我不同的模型呢

都与这个高精度模型进行比对

然后这个出现这个设计

这两个字呢

因为我这个是在不同的模型下

进行的这个轨道设计

然后把这个设计出来以后

放到高精准模型下进行迭代

然后比较这个终端误差

所以才会出来这个

设计这两个字

就是说你所选用的模型不一样

这个出来的

最终结果也不一样

这个结果是差一个量级

对

这个就是说

你的模型精度

是差一个量级

这个有对应关系吗

模型精度这个高一个量级 有什么关系吗

我看你这儿写的是

你这个

你的这个伪状态模型

比那个圆锥拼接

要高一个量级梯度

你这个也差一个量级

是吧

我就想问这两个有关系吗

这个就是伪状态模型

动力学模型 对吧

对

是不是动力学模型准多少

你设计出来就准多少

简单的说

就是动力学模型的准

是不是需要依靠

是不是需要依靠这个轨道

来衡量呢

对呀

那就一回事

我觉得你们没说到一块去

这个你用的方程

是同一套方程

但是圆锥曲线的拼接方

拼接这种算法

和伪状态这种算法

这两种算法用的是同一个方程

但是在解算的过程中

是不一样的

对对对

所以王老师问你的是说

你用的方程的精度

你刚才说到的方程的精度

是动力学方程的精度变了

还是

动力方程的精度是没有变的

是算法变了

算法变了

而且人家1970年的文献

就已经说了

伪状态的计算

它精度跟这个圆锥曲线比

圆锥曲线原来假如说

误差是100%的话

它伪状态就20%了

对

是吧

对对

差不多就是一个量级嘛

你这个所谓的一个量级

油水是从这儿来的

并没有其他渠道

对对对

你一个拼接的话

你用了两次

两次减少80%

什么概念

一次

一次

对

一次

所以还是80%

就是它可能说它那80%呢

不是针对这个近月距的

我这个是

它是至少80%

咱这个 不是算出来之后

至少90%嘛

还有一个点

就是你在做这个

自主交会的策略的时候

我不知道你那个变轨次数

你原来从次数给定的

还是从哪儿来的

这个是给定的

但是可以调整

给定

对

就是

应该优化的做

还是算之前给出来的

对

你这个先给出来

提问这个环节就到这儿

下面是答辩委员会内部会议

好

现在我宣布答辩委员会决议

载人登月是我国载人航天

和月球探测两大计划的交会点

论文选题具有重要的理论意义

和工程应用价值

论文取得如下创新性研究成果

一、提出圆锥曲线拼接模型下

航天器状态切换算法

降低了轨道设计的难度

和分析仿真的时间

二、提出圆锥曲线拼接模型

和伪状态模型

提出了多段自由返回轨道方案

降低轨道设计难度

三、讨论J2摄动后

研究了月球轨道自主交会问题

实现了摄动模型下

局部最优控制问题的解析求解

提高了计算效率

四、提出了基于多段自由返回轨道的

全月面覆盖方案

保障了奔月全程的安全返回

论文工作表明

作者在本领域掌握了

坚实宽广的理论基础

和系统深入的专门知识

具备了独立

从事科学研究工作的能力

论文层次清晰

写作规范

创新性强

达到了博士学位论文的学术水平

是一篇优秀的博士学位论文

答辩中表述清晰

回答问题正确

答辩委员会经投票表决

一致同意通过毕业论文答辩

并建议授予李京阳工学博士学位