無(wú)動(dòng)力升力式再入航天器因其具有速度快、航程遠(yuǎn)、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),成為了航空航天領(lǐng)域競(jìng)相發(fā)展的熱點(diǎn)。其技術(shù)發(fā)展將會(huì)對(duì)未來(lái)軍事發(fā)展戰(zhàn)略、防御體系構(gòu)建產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。這種航天器在再入過程中受到駐點(diǎn)熱流、動(dòng)壓、過載等多方面約束,參考軌跡以及軌跡跟蹤控制律的設(shè)計(jì)是再入任務(wù)能否順利完成的關(guān)鍵。本文以通用航空器（Common Aero Vehicle,CAV）為對(duì)象,研究了再入軌跡規(guī)劃及軌跡跟蹤控制問題,主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:1)在參考軌跡規(guī)劃方面,提出了直接在高度-速度剖面內(nèi)進(jìn)行再入?yún)⒖架壽E規(guī)劃的方法。通過預(yù)先設(shè)定攻角剖面以及過程約束最大允許值,將過程約束轉(zhuǎn)換為高度-速度剖面內(nèi)的再入軌跡下邊界,并通過搜索下邊界上增量的方法獲得再入?yún)⒖架壽E。過程約束由于增量為正而得到滿足;終端約束通過調(diào)整增量的大小得到滿足。2)基于改進(jìn)的人工勢(shì)能場(chǎng)法研究了存在地理約束的軌跡規(guī)劃算法。假設(shè)航天器的再入過程處在一個(gè)勢(shì)能場(chǎng)中,目標(biāo)點(diǎn)及路徑點(diǎn)對(duì)航天器產(chǎn)生引力,禁飛區(qū)對(duì)航天器產(chǎn)生斥力,可以求得航天器在勢(shì)能場(chǎng)中所受合力的大小和方向。進(jìn)一步通過合力方向求解航向角走廊,并根據(jù)求得的航向角走廊結(jié)合傾斜角反轉(zhuǎn)控制策略即可使航天器再入過... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 高超聲速飛行器再入制導(dǎo)發(fā)展歷史
        1.2.2 高超聲速飛行器制導(dǎo)與控制研究現(xiàn)狀
    1.3 再入制導(dǎo)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)
    1.4 本文主要內(nèi)容及文章結(jié)構(gòu)
2 再入運(yùn)動(dòng)方程的建立
    2.1 引言
    2.2 坐標(biāo)系及坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換
    2.3 再入大氣段運(yùn)動(dòng)微分方程
    2.4 大氣和重力模型
        2.4.1 大氣和氣動(dòng)參數(shù)模型
        2.4.2 重力模型
    2.5 再入約束條件
        2.5.1 再入過程約束
        2.5.2 再入終端約束
        2.5.3 控制量約束
        2.5.4 附加地理約束
    2.6 CAV相關(guān)參數(shù)
    2.7 本章小結(jié)
3 再入?yún)⒖架壽E規(guī)劃
    3.1 引言
    3.2 無(wú)量綱化動(dòng)力學(xué)方程
    3.3 高度速度剖面內(nèi)再入軌跡快速規(guī)劃
        3.3.1 初始下降段軌跡求解
        3.3.2 滑翔段軌跡規(guī)劃
        3.3.3 待定參數(shù)p求解
        3.3.4 橫側(cè)向制導(dǎo)律
    3.4 在線軌跡規(guī)劃方法
    3.5 仿真試驗(yàn)
    3.6 本章小結(jié)
4 考慮禁飛區(qū)與路徑點(diǎn)約束的再入軌跡規(guī)劃
    4.1 引言
    4.2 人工勢(shì)能場(chǎng)法簡(jiǎn)介
    4.3 考慮禁飛區(qū)約束的再入軌跡求解
        4.3.1 禁飛區(qū)躲避策略
        4.3.2 禁飛區(qū)約束判斷條件
    4.4 考慮路徑點(diǎn)約束的再入軌跡求解
        4.4.1 路徑點(diǎn)約束滿足策略
        4.4.2 路徑點(diǎn)約束判斷條件
    4.5 多附加地理約束條件再入軌跡求解
    4.6 仿真試驗(yàn)
    4.7 本章小結(jié)
5 軌跡跟蹤控制律設(shè)計(jì)
    5.1 引言
    5.2 自抗擾控制方法
    5.3 控制模型推導(dǎo)
    5.4 仿真試驗(yàn)
        5.4.1 基于自抗擾方法的縱向軌跡跟蹤控制律仿真試驗(yàn)
        5.4.2 蒙特卡洛仿真試驗(yàn)
    5.5 PID控制方法仿真試驗(yàn)
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3644164