1、未來月球探測需要到月面任何地方觀察需要知道的任何信息，這要求月球著陸器在復雜多變的月球環(huán)境和突發(fā)條件下能安全、可靠的著陸及返回。作為著陸器的重要部分，著陸緩沖系統(tǒng)目前仍是被動控制技術(shù)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)固定，一旦制成裝機后，無法改變自身特性以適時響應外界激勵的變化，難以完全滿足未來著陸器的要求。在繼續(xù)改進被動控制技術(shù)的同時，采用半主動控制技術(shù)也成為研究方向之一。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 選取四腿鉸接懸臂式著陸器為研究對象，建

2、立單套著陸腿軟著陸動力學模型，同時考慮鋁蜂窩緩沖材料和一般的緩沖材料。建立單套著陸腿軟著陸動力學仿真模型，并以相應的落震試驗結(jié)果驗證，證明了所建模型精確、有效。分析研究了著陸器初始速度、月面摩擦、月面斜角、主支柱軸承摩擦以及反推火箭等對著陸器軟著陸的影響。研究表明，應盡量降低初始速度；當摩擦系數(shù)確定時，著陸腿的張開角不宜設(shè)計過小；下坡著陸比上坡著陸的影響大；軸承摩擦對主、輔助緩沖器有一定的保護作用；反推火箭開機著陸對降低機體過載有明顯的

3、作用，推重比的選擇以0.6為宜。
　　 選取著陸器2-2著陸模式，建立9自由度軟著陸動力學模型及其仿真模型，并通過相應的落震試驗結(jié)果驗證，證明所建模型精確、有效。分析研究了著陸器初始速度、月面斜角、著陸初始姿態(tài)角、反推火箭推力對軟著陸性能的影響，并提出安全角面的概念以分析機體初始姿態(tài)角與月面斜角對著陸器的耦合影響。研究表明，水平速度會降低機體的最大過載，降低著陸穩(wěn)定性；下坡著陸時，月面斜角降低著陸穩(wěn)定性；初始姿態(tài)角在0到0.16

4、rad范圍內(nèi)減小機體最大過載；開機著陸穩(wěn)定性較高，上坡開機著陸穩(wěn)定性最好；月面斜角與著陸器初始姿態(tài)角的夾角越大，機體的最大過載越大，著陸穩(wěn)定性越差；對最大過載要求嚴格，會導致著陸器安全角面變??；月面水平，機體姿態(tài)角水平時機體最大過載較大。
　　 提出一種適合于著陸器的旁通式磁流變阻尼器構(gòu)型，并建立其動力學模型，模型考慮了紊流狀態(tài)的影響和阻尼通道的局部阻力。進行旁通式阻尼器結(jié)構(gòu)參數(shù)的初步設(shè)計，建立了阻尼器的跌落實驗仿真模型，分析了

5、流體行為指數(shù)、修正模型的影響，并設(shè)計一種以緩沖行程限值來開啟不同電流的二級緩沖的模型。研究表明，磁流變阻尼器在緩沖行程、最大過載與緩沖效率方面均能滿足著陸器的著陸要求，最大行程、最大過載隨電流強度變化，這說明了阻尼力可控和可行；剪切稀化會降低阻尼器的出力和緩沖效率；修正模型的磁流變阻尼器緩沖性能差、緩沖效率低、最大過載大；二級緩沖的磁流變阻尼器，通過適當?shù)脑O(shè)計，能夠同時擁有低電流強度與高電流強度的優(yōu)點。
　　 提出月球著陸器軟著

6、陸緩沖控制方法，建立了四分之一機體軟著陸數(shù)學模型。首先設(shè)計電壓狀態(tài)反饋最優(yōu)控制和力最優(yōu)控制，之后設(shè)計狀態(tài)跳躍、多態(tài)控制以及模糊邏輯控制等，及其控制器。仿真分析著陸器軟著陸緩沖控制，分析其控制效果以及對初始條件的敏感性。研究表明，電壓最優(yōu)控制雖然緩沖性能最好，很好的減緩著陸后期機體的振動，但在線計算量大；力最優(yōu)控制降低機體的最大過載最明顯，但是完全擬合出這種最優(yōu)控制力比較困難；狀態(tài)跳躍控制的結(jié)構(gòu)響應限值選取很重要；多態(tài)控制策略的調(diào)節(jié)參數(shù)的

7、大小以0.5到0.8范圍內(nèi)較好；模糊控制的效果非常好，應盡量降低運算時間，可以采用離線計算。
　　 提出著陸器軟著陸穩(wěn)定控制方法，建立了固接1－1著陸數(shù)學模型，將軟著陸過程為兩階段，并進行穩(wěn)定性分析。設(shè)計了狀態(tài)跳躍控制、多態(tài)控制以及模糊控制策略，及其控制器。仿真分析軟著陸穩(wěn)定控制，分析其控制效果，以及對初始條件敏感性。研究表明，狀態(tài)跳躍、多態(tài)控制和模糊控制能很好的降低著陸器的著陸過載，減小著陸最大姿態(tài)角變化，提高著陸穩(wěn)定性，對初