【摘 要】
:
组合动力可重复使用运载器是新型高比冲空天飞行器,因为能有效降低发射成本,近年来成为航天领域的研究热点。其动力模型复杂、飞行约束难以处理,给轨迹设计与制导研究带来了
论文部分内容阅读
组合动力可重复使用运载器是新型高比冲空天飞行器,因为能有效降低发射成本,近年来成为航天领域的研究热点。其动力模型复杂、飞行约束难以处理,给轨迹设计与制导研究带来了新的挑战。制导技术一直是飞行器设计的关键技术之一,本文以组合动力可重复使用运载器为研究对象,进行上升段和再入段的轨迹设计与制导方法研究,论文的主要内容包括:开展了组合动力可重复使用运载器上升段与再入段的运动建模与分析。通过建立坐标系和坐标转换关系推导了运载器一般运动模型;根据不同阶段的飞行特点,对模型进行简化处理;重点对运载器气动及推力模型进行了分析与讨论。提出了基于hp自适应伪谱法的运载器上升段最优轨迹设计方法。在分析运载器上升段飞行的复杂约束基础上,将动压、过载和热流约束综合为气动弯矩约束以降低设计难度。鉴于运载器推力变化与状态量、控制量高度耦合,难以用间接法解决轨迹设计问题,提出采用hp自适应伪谱法进行轨迹优化,基于直接法将含微分约束的轨迹优化问题转化为纯代数约束的非线性规划问题;为了提高插值精度,提出自适应调整节点的插值策略;以燃料最省为性能指标,在设定不同飞行任务的情况下,验证了轨迹优化方法的有效性和适应性。提出了两种基于标称轨迹的上升段实时反馈跟踪制导方法。其一是基于LQR的标称轨迹跟踪制导方法:由于运动模型的高度非线性,将方程线性化得到状态量和控制量偏差的时变线性方程;根据线性二次型有限时间状态调节器理论设计实时反馈实现对最优轨迹的跟踪。其二是基于反馈线性化与模糊逻辑联合反馈的实时跟踪制导方法:采用反馈线性化调整节流阀指令以改变推力,实现对飞行高度的实时跟踪;采用模糊逻辑调节攻角以抑制速度和速度倾角偏差,达到辅助跟踪的目的。在不同偏差条件下,分别验证了两种跟踪制导方法的有效性和鲁棒性。提出了分段设计的再入段制导方法。根据飞行情况将再入段分为初始下降段和滑翔段,并设计了交班点条件。针对初始下降段,采用定攻角剖面联合简单初始状态偏差反馈的常值倾侧角制导;针对滑翔段,首先在H-V平面上构建再入走廊,然后基于走廊设计H-V剖面,并基于反馈线性化设计了纵向高度偏差反馈跟踪制导律。整个再入段采用倾侧角符号对横侧向运动进行控制,使飞行器终端航向符合要求。设定偏差条件,通过打靶验证了再入制导方法的可行性和鲁棒性。
其他文献
施工水域环境复杂多变,不时发生水上交通安全事故。因此,本文从保证施工船舶安全作业以及保证船舶安全通航两方面进行施工水域通航安全研究,一是确定施工水域安全作业范围,二是识别通航安全风险因素,确定影响通航安全关键因素,量化风险因素影响程度。识别出施工水域的安全风险因素,制定有效预防措施,降低交通事故发生的几率。以长江南京段以下12.5m深水航道二期工程为例,总结了施工水域航道特征。根据船行波理论、船舶
在铀矿勘探及技术利用的过程中,勘探单位建设了许多用于科研及其他用途的勘探设施,这些设施虽然满足了国防和国民经济发展的需求,但是对周围环境造成了一定程度的影响。铀矿
研究目的通过观察DON毒素和“DON+T-2”毒素对大鼠肝脏CYP2E1酶含量和活性的影响及其对肝脏、肾脏、食管和肠道等组织器官的损伤作用,探讨真菌毒素在生物体内的代谢途径和特
故障树分析方法是应用最为广泛的系统可靠性分析方法。Dugan动态故障树分析方法无法描述任意形式的静、动态失效行为,且不能直接定量分析,需借助Markov链等工具。离散时间T-S
铀矿冶过程中会产生大量低浓度含铀废水,对人类健康和周围生态环境构成潜在危险。吸附法因具有成本低、选择性好、操作便捷、处理效率高等优点,在处理含铀废水方面具有潜在优
随着国际进出口贸易规模的日益扩大,集装箱运输业获得了迅猛的发展,伴随而来的是各集装箱港口之间激烈的竞争。为了在不提升成本投入的基础上提高港口自身的竞争力和作业效率,就必须加大港口相关资源和设备的利用率。场桥作为集装箱堆场中的主要装卸设备,对其调度问题进行研究和探讨,关乎整个堆场的运作效率和费用,具有相当的意义和价值。本文以混堆模式下集装箱堆场箱区内的场桥调度问题为工程背景,为内、外集卡设定了不同的
随着空间任务的多样化和复杂化,对空间交会对接技术提出了更快、更安全的要求。本文以空间快速交会对接为背景,通过对近距离导引段和逼近段进行研究,提出近距离导引段安全快
乳化沥青水泥砂浆是一种新型的复合材料,主要由乳化沥青、水泥、细砂、水和外加剂拌合而成,广泛应用于交通基础建设领域。在板式无砟轨道结构、半柔性基层以及桥面铺装结构的
随着港口在中国的不断发展,港口中危险品的种类和运输量呈持续上升趋势,针对港口危险品的监管,政府与港口企业间存在着博弈关系,且在这种博弈关系下,地方政府和港口企业的谈判地位和谈判能力,导致地方政府和港口企业间利益冲突趋于隐形化,影响地方政府监管的效果,致使港口危险品引起的严重突发性的事故越来越多,港区对公共安全和环境保护的需求越来越迫切。因此如何平衡港口企业和政府管理者之间的关系成为解决危险品管理问
航迹规划与飞行控制作为无人机自主飞行系统的核心,是无人机朝着智能化方向发展的基础。鉴于此,本文以四旋翼无人机为研究对象,针对这两部分内容展开研究。针对在线/离线航迹