本文關鍵詞：重復使用運載器再入段縱向制導律研究

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【摘要】：重復使用運載器再入制導存在飛行航程遠、氣動環(huán)境復雜、飛行約束條件嚴苛等難點,對再入制導提出了較高的要求。本文首先通過對航天飛機再入制導技術的研究指出航天飛機再入制導技術本質上是一種縱向的間接制導,制導過程復雜、效率較低。針對這一問題,本文提出一種新的制導律,以動壓剖面作為標稱軌跡,利用迎角實現了對動壓剖面的跟蹤,然后進一步研究利用俯仰角跟蹤表速剖面的制導律,最后進行了仿真驗證。本文首先對航天飛機再入制導技術進行了研究,針對航天飛機再入制導利用橫側向滾轉角跟蹤阻力加速度剖面導致制導過程復雜的不足,提出利用縱向物理量代替滾轉角作為制導指令,采用迎角直接跟蹤阻力加速度剖面,但由于阻力加速度信號存在混疊現象,迎角跟蹤阻力加速度剖面的制導律性能較差。針對混疊現象的研究表明,相比于高頻的阻力加速度信號,動壓是一種低頻信號,對迎角的響應特性較好,故采用動壓代替阻力加速度實現縱向制導。通過研究迎角跟蹤動壓剖面的制導律表明,動壓由于數值過大,對制導律增益參數過于敏感,動壓制導律不利于迎角安全。針對這一不足,提出用表速代替動壓,表速與動壓本質相同但變化更加緩慢,對表速制導律研究表明表速制導性能較好,最終選擇表速作為縱向制導律的被控量。對縱向制導指令的研究表明,迎角指令和俯仰角指令制導性能存在差異,本文指出傳統(tǒng)制導設計過程中將控制回路理想化的做法存在缺陷,制導控制綜合仿真結果表明俯仰角指令的制導性能較好。最后,對航天飛機制導技術和俯仰角控表速的縱向直接制導技術進行了綜合仿真驗證,結果表明縱向直接制導技術特性較好,具有深入研究的價值。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V448

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本文編號：1214911