本文關鍵詞：CRV飛行器再入制導控制方法研究

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【摘要】：本論文根據(jù)空間飛行器實際任務需求開展對成員返回運載器(CRV)再入制導控制方法的研究,采用六自由度系統(tǒng)驗證軟件平臺,并對CRV的再入制導和精度進行分析。研究概況如下:基于標稱軌跡跟蹤的再入段制導方法研究:調研分析了再入制導方法及標稱軌跡跟蹤制導方法研究現(xiàn)狀。采用基于準平衡滑翔條件的標稱軌跡跟蹤制導方案,給出了該制導方法的詳細算法原理,包括再入走廊生成、軌跡在線規(guī)劃、LQR縱向制導律及基于航向角誤差走廊的側向制導律。并完成了三自由度單項干擾仿真及蒙特卡洛打靶仿真驗證。RCS與空氣舵組合控制律設計:針對CRV再入飛行器再入飛行過程中大機動角度飛行、三通道耦合嚴重的問題,采用基于非線性動態(tài)逆的基本控制律+控制分配的控制系統(tǒng)設計方法。針對RCS布局特點采用分時序控制的RCS控制策略。完成制導-控制仿真驗證。CRV再入段驗證平臺研究:采用Matlab GUIDE/Simulink/M語言構建六自由度軟件平臺。并采用平臺設置工具誤差、方法誤差等偏差完成了再入制導精度分析。
【關鍵詞】：再入制導 姿態(tài)控制 軌跡跟蹤 聯(lián)合控制
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V448.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-15
• 1.1 課題研究背景與意義7-8
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀及分析8-13
• 1.2.1 載人再入飛行器研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 再入制導方法研究概述9-12
• 1.2.3 再入控制方法發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文主要研究內容13-15
• 第2章 再入飛行器數(shù)學模型建立15-35
• 2.1 坐標系的定義15-17
• 2.2 坐標系之間的轉換17-18
• 2.3 基于位置坐標系建模18-25
• 2.3.1 相對地球速度的表示19-20
• 2.3.2 推力的表示20-21
• 2.3.3 空氣動力的表示21-22
• 2.3.4 引力和哥氏慣性力的表示22-23
• 2.3.5 運動模型23-25
• 2.4 基于發(fā)射坐標系建模25-30
• 2.4.1 質心動力學方程25-27
• 2.4.2 運動學模型建立27
• 2.4.3 角度微分方程組建立27-29
• 2.4.4 飛行器的控制模型建立29-30
• 2.5 飛行器的結構參數(shù)30-34
• 2.5.1 質量和參考面積30
• 2.5.2 質心和轉動慣量30-31
• 2.5.3 控制系統(tǒng)執(zhí)行機構31-32
• 2.5.4 RCS參數(shù)32-34
• 2.6 本章小結34-35
• 第3章 CRV再入制導方法研究35-54
• 3.1 再入制導方法問題描述35-36
• 3.2 準平衡滑翔再入制導方法36-45
• 3.2.1 基本原理及模型簡化36-37
• 3.2.2 準平衡滑翔條件建模37
• 3.2.3 基于H-V剖面的再入走廊生成37-38
• 3.2.4 縱向制導過程建模分析38-43
• 3.2.5 側向制導過程建模分析43-45
• 3.3 軌跡設計與制導仿真45-53
• 3.3.1 參考軌跡設計與跟蹤制導仿真45-50
• 3.3.2 單項干擾仿真分析50
• 3.3.3 多項干擾蒙特卡洛仿真分析50-53
• 3.4 本章小結53-54
• 第4章 RCS與空氣舵組合控制律設計54-73
• 4.1 基于非線性動態(tài)逆的基本控制律設計54-57
• 4.1.1 非線性動態(tài)逆控制55
• 4.1.2 動態(tài)逆控制律設計55-57
• 4.2 控制分配算法設計57-59
• 4.2.1 控制分配方法58
• 4.2.2 基于鏈式遞增的控制分配策略58-59
• 4.3 開關型RCS控制策略59-62
• 4.4 再入制導控制仿真62-68
• 4.5 再入段制導精度分析68-72
• 4.5.1 仿真算例及指標要求70
• 4.5.2 多項干擾蒙特卡洛打靶仿真70-72
• 4.6 本章小結72-73
• 結論73-74
• 參考文獻74-78
• 致謝78

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本文編號：978605