發(fā)布時(shí)間：2024-03-22 22:58

　　運(yùn)載火箭是人類進(jìn)行太空探索的必要運(yùn)輸工具之一,新型運(yùn)載火箭的發(fā)展,離不開(kāi)先進(jìn)可靠的控制系統(tǒng)。本文面向新一代運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求開(kāi)展研究,在傳統(tǒng)火箭控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,充分借鑒其設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及分析方法,綜合利用現(xiàn)代控制理論進(jìn)行增廣控制模塊的設(shè)計(jì),從而提高火箭控制系統(tǒng)面對(duì)干擾、參數(shù)偏差及彈性振動(dòng)變化等復(fù)雜飛行環(huán)境的適應(yīng)能力。本文首先調(diào)研了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)運(yùn)載火箭及火箭先進(jìn)控制方法的發(fā)展現(xiàn)狀,重點(diǎn)對(duì)NASA太空發(fā)射系統(tǒng)中自適應(yīng)增廣控制方法進(jìn)行了調(diào)研、分析與總結(jié)。隨后對(duì)火箭的質(zhì)心運(yùn)動(dòng)、繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)及彈性振動(dòng)進(jìn)行了建模及分析,建立了剛彈耦合的非線性動(dòng)力學(xué)模型,及由二階微分方程描述的俯仰/偏航/滾轉(zhuǎn)通道彈性振動(dòng)模型,并利用小擾動(dòng)線性化方法,建立了控制模型。隨后本文基于傳統(tǒng)頻率域設(shè)計(jì)方法,結(jié)合幅值裕度及相位裕度約束,設(shè)計(jì)了PD控制器與校正網(wǎng)絡(luò),以滿足基本控制需求。在此基礎(chǔ)上,為進(jìn)一步提高火箭控制系統(tǒng)在面對(duì)參數(shù)偏差及彈性振動(dòng)頻率偏差下的控制能力,本文設(shè)計(jì)了自適應(yīng)增益調(diào)整模塊,給出了該模塊中參考模型、頻率管理子模塊及自適應(yīng)律的作用機(jī)理及設(shè)計(jì)原則,并在典型工況下進(jìn)行了充分的仿真分析。為進(jìn)一步提高火箭在參數(shù)偏差或控制...

【文章頁(yè)數(shù)】：94 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-2大力神號(hào)運(yùn)載火箭商業(yè)化發(fā)射的需求，由埃隆馬斯克成立的

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-2-不斷延伸，先進(jìn)運(yùn)載火箭亦處于蓬勃發(fā)展的階段。下面首先介紹國(guó)內(nèi)外幾類典型先進(jìn)運(yùn)載火箭的研究與發(fā)展現(xiàn)狀。1.2.1.1美國(guó)美國(guó)對(duì)太空的探索發(fā)展起步早，運(yùn)載火箭技術(shù)較為成熟，在火箭發(fā)射頻率、火箭規(guī)模及運(yùn)載能力上均處于領(lǐng)先，擁有雷神（Raytheon）....

圖1-3Falcon9運(yùn)載火箭（左圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-圖1-3Falcon9運(yùn)載火箭（左圖為發(fā)射，右圖為助推器回收）FalconHeavy火箭為現(xiàn)役推力最大的運(yùn)載火箭，其采用三枚一級(jí)火箭，27臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)的推力方案，大大提高了運(yùn)載能力，火箭的部分公開(kāi)參數(shù)如下。表1-2FalconHeavy火箭部分....

圖1-4重型獵鷹運(yùn)載火箭

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-圖1-3Falcon9運(yùn)載火箭（左圖為發(fā)射，右圖為助推器回收）FalconHeavy火箭為現(xiàn)役推力最大的運(yùn)載火箭，其采用三枚一級(jí)火箭，27臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)的推力方案，大大提高了運(yùn)載能力，火箭的部分公開(kāi)參數(shù)如下。表1-2FalconHeavy火箭部分....

圖1-5質(zhì)子號(hào)運(yùn)載火箭為進(jìn)一步拓寬太空探索的道路，俄

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-4-啟N-1火箭研究，但由于時(shí)間緊張、資金短缺等問(wèn)題，火箭存在致命缺陷，以失敗告終。俄羅斯在前蘇聯(lián)的工業(yè)基礎(chǔ)上，先后研發(fā)了包括質(zhì)子號(hào)（Протон）、聯(lián)盟號(hào)（Soyuz）、宇宙號(hào)（Космос）系列等主力運(yùn)載火箭。圖1-5質(zhì)子號(hào)運(yùn)載火箭圖1-6聯(lián)盟....

本文編號(hào)：3935075