可重復使用火箭由于其經(jīng)濟性和時效性,是未來往返太空的主要運輸工具�？芍貜褪褂没鸺偃脒^程的環(huán)境復雜,飛行條件惡劣,執(zhí)行機構容易發(fā)生故障,因此本文針對可重復使用火箭一子級返回各飛行段,開展了軌跡優(yōu)化與容錯制導方法的設計研究,具體研究內(nèi)容包括:第一,綜述了論文研究的背景和意義,介紹了國內(nèi)外可重復使用火箭的發(fā)展現(xiàn)狀。綜述了返回飛行器軌跡優(yōu)化方法和容錯制導方法的研究現(xiàn)狀。第二,在分析了火箭一子級自身的特點和再入段的具體飛行階段的基礎上,建立了火箭一子級動力學模型,為后續(xù)論文研究工作提供基礎。第三,針對火箭一子級再入段軌跡優(yōu)化問題,采用了兩種軌跡優(yōu)化方法對其再入段軌跡進行優(yōu)化:一是直接法中的高斯偽譜法,論文將使用高斯偽譜法把動態(tài)優(yōu)化問題轉化為非線性規(guī)劃問題,以燃料最優(yōu)為性能指標對火箭一子級再入段軌跡進行優(yōu)化。二是牛頓迭代法,牛頓迭代法是一種在線軌跡優(yōu)化方法,論文將同樣以燃料最優(yōu)為性能指標對火箭一子級再入段軌跡進行優(yōu)化。驗證了兩種方法對火箭一子級再入段軌跡優(yōu)化的可行性,最后對比兩種軌跡優(yōu)化方法,給出了它們的優(yōu)缺點。第四,以基于牛頓迭代法的軌跡優(yōu)化方法給出的最優(yōu)軌跡為基礎,針對不同的飛行階段分別采用...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1論文結構

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-7-圖1-1論文結構

圖2-2發(fā)射坐標系（3）彈道坐標系222o-xyz，記為D

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-9-把地球看成是橢球，oy軸與橢圓過點o的主法線重合，與赤道平面的夾角稱為地理緯度（記作0B）。經(jīng)度用0表示。在水平切平面內(nèi)，ox軸與子午線切線正北方向的夾角稱為射擊方位角（記作0A）。這些角度均以對著oy看去順時針為正。圖2-2發(fā)射坐標系（3）彈....

圖3-1再入過程示意圖

00u()()()U()()UnniiiiiiiiULL（3-18）3.3基于高斯偽譜法的離線軌跡優(yōu)化方法如圖3-1所示，將整個再入過程分為三個階段，第一階段開始于火箭一二級分離，結束于距....

圖3-2飛行軌跡xoy平面軌跡圖

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-20-5555(3-19)優(yōu)化指標為：fJmt(3-20)仿真結果如下：圖3-2飛行軌跡xoy平面軌跡圖圖3-3飛行軌跡xoz平面軌跡圖如圖3-2和圖3-3所示的發(fā)射坐標系下火箭一子級飛行軌跡圖可知，藍色部分為第一階段，即大氣層外飛行段，紅色為第二....

本文編號：3959321