重復使用運載器（Reusable Launch Vehicle,簡稱RLV）初期再入段是再入過程的第一個階段,該階段飛行環(huán)境復雜,過程約束條件嚴苛,同時末端窗口范圍較窄,對再入制導提出了較高的要求。本文以樣例RLV為研究對象,參考航天飛機的再入制導方法,以工程化為目標研究初期再入段的制導技術。本文首先建立了RLV的三自由度質(zhì)點運動模型,并對其升阻比特性和再入約束特性進行了分析。接著將再入過程的約束指標轉(zhuǎn)化為阻力加速度剖面對應的再入走廊,根據(jù)約束指標的變化特點將再入段軌跡分為溫控段、常值阻力段和過渡段,并分段進行了軌跡設計。在獲得阻力加速度剖面后,根據(jù)剖面的解析式推導得到軌跡制導參數(shù)的在線計算公式,并在此基礎上設計了能夠跟蹤動態(tài)阻力加速度剖面的跟蹤制導律,結(jié)合橫側(cè)向制導策略得到了軌跡跟蹤制導策略。在實現(xiàn)軌跡跟蹤制導策略的基礎上,對跟蹤標稱軌跡時的航程偏差來源進行了詳細分析,并給出了待飛距預測方法,使用迭代調(diào)整再入剖面的方法實現(xiàn)了基于待飛距預測的航程修正策略。獲得完整的再入制導策略后,本文在C語言環(huán)境中建立了三自由度集成仿真環(huán)境,將制導策略在集成仿真環(huán)境中進行工程化實現(xiàn),對制導策略進行了綜... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 RLV初期再入段
        1.2.1 RLV再入飛行過程
        1.2.2 RLV再入制導關鍵技術
    1.3 課題研究背景
        1.3.1 再入制導技術概述
        1.3.2 再入制導研究現(xiàn)狀
    1.4 章節(jié)安排
第二章 建模和對象特性分析
    2.1 引言
    2.2 樣例RLV氣動布局
    2.3 三自由度質(zhì)點運動模型
        2.3.1 坐標系定義
        2.3.2 質(zhì)點動力學和運動學模型
    2.4 升阻特性分析
        2.4.1 迎角和馬赫數(shù)對升阻比的影響
        2.4.2 氣動舵偏對升阻比的影響
    2.5 再入過程約束特性分析
        2.5.1 再入過程中的約束指標
        2.5.2 約束指標變化特性分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 軌跡設計技術研究
    3.1 引言
    3.2 軌跡設計方法
        3.2.1 剖面規(guī)劃總體方案
        3.2.2 基于速度的質(zhì)點動力學方程
        3.2.3 再入航程計算
        3.2.4 軌跡參數(shù)解算算法
    3.3 再入走廊規(guī)劃
        3.3.1 迎角剖面規(guī)劃
        3.3.2 再入走廊的數(shù)學描述
        3.3.3 不確定性對再入走廊的影響
    3.4 標稱軌跡剖面設計
        3.4.1 預再入段設計
        3.4.2 溫控段軌跡設計
        3.4.3 常值阻力段軌跡設計
        3.4.4 過渡段軌跡設計
        3.4.5 軌跡設計結(jié)果
    3.5 軌跡參數(shù)敏感性分析
        3.5.1 大氣密度偏差對軌跡的影響
        3.5.2 升力系數(shù)偏差對軌跡的影響
        3.5.3 阻力系數(shù)偏差對軌跡的影響
        3.5.4 迎角偏差對軌跡的影響
        3.5.5 敏感性分析小結(jié)
    3.6 本章小結(jié)
第四章 軌跡跟蹤技術研究
    4.1 前言
    4.2 軌跡跟蹤策略
    4.3 軌跡制導參數(shù)計算
        4.3.1 氣動阻力系數(shù)的擬合
        4.3.2 參考高度下沉率計算
        4.3.3 參考縱向升阻比指令計算
    4.4 縱向制導
        4.4.1 阻力加速度變化機理分析
        4.4.2 阻力加速度跟蹤制導律
        4.4.3 增益系數(shù)設計
    4.5 橫側(cè)向制導
        4.5.1 航向偏差的定義
        4.5.2 航向誤差走廊設計
        4.5.3 橫側(cè)向制導邏輯
    4.6 制導系統(tǒng)仿真驗證
        4.6.1 標稱狀態(tài)跟蹤不同的剖面
        4.6.2 不確定性情況下的跟蹤效果
    4.7 本章小結(jié)
第五章 航程修正技術研究
    5.1 前言
    5.2 航程偏差來源分析
        5.2.1 預再入段航程誤差
        5.2.2 軌跡跟蹤誤差
        5.2.3 軌跡設計誤差
        5.2.4 偏差分析小結(jié)
    5.3 航程預測
        5.3.1 再入航程預測公式
        5.3.2 待飛距預測算法
        5.3.3 預測待飛距特性分析
    5.4 航程修正策略
        5.4.1 航程修正方案概述
        5.4.2 航程修正算法實現(xiàn)
    5.5 航程修正策略驗證
    5.6 本章小結(jié)
第六章 綜合仿真驗證
    6.1 引言
    6.2 三自由度仿真環(huán)境開發(fā)
        6.2.1 三自由度通用仿真庫
        6.2.2 集成仿真軟件
    6.3 制導策略的工程實現(xiàn)
        6.3.1 制導系統(tǒng)輸入?yún)?shù)
        6.3.2 再入制導階段切換和管理
        6.3.3 制導律和航程修正算法
    6.4 制導性能評估
        6.4.1 基于歸一化的制導性能指標
        6.4.2 不確定性影響評估
        6.4.3 組合不確定性仿真
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 論文主要工作
    7.2 后續(xù)研究工作與展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3172604