随着科学技术的快速发展,深空探测已成为世界各个国家的热点研究领域,其中小行星探测是深空探测领域最为复杂的任务之一。本论文结合"973"项目的子课题四,对不规则弱引力场中的探测器运动行为进行分析,深入研究了探测器软着陆小行星动力下降段跟踪控制问题,研究内容如下：1.对小行星探测器所处空间的运动学和动力学环境进行了分析。由于目标小行星体积微小且不规则,从而导致探测器所处的环境具有十分复杂的特性。针对这样的特殊性,采取二阶球谐系数展开方法表示弱引力势能以建立小行星引力场模型；然后,本文通过对探测器本身动力学特性的分析,建立了一种基于着陆点坐标系的探测器动力学模型。2.为了实现小行星探测器的软着陆,事先在三轴方向上利用三次多项式分别规划运动的标称轨迹。考虑到系统本身是一个多变量强耦合非线性系统,因此本文设计PID神经网络解耦控制器对其进行控制。仿真结果表明,探测器在三个轴线方向上能快速无误差地跟踪上各自的标称轨迹,从而验证了PID神经网络解耦控制策略对探测器三轴方向运动分别进行控制的方法是可行的,并且控制效果也很理想。3.由于第二部分所建立的模型中存在较大的未知建模项和外界摄动,因此该模型需要控制算法具有较强的鲁棒性。针对此要求,本文提出了一种基于比例积分(PI)观测器的神经网络控制方法,在着陆点坐标系下推导了探测器的动力学方程,并提前规划三轴方向上的标称轨迹使其满足约束条件。采用LMI(线性矩阵不等式)技术设计比例积分观测器,对未知故障进行积分估计并将其引入到控制律中,实现了系统对外界干扰和内部不确定性的补偿。最后,采用神经网络控制算法实现了对小行星探测器的双零控制从而保证了探测器安全软着陆。