长征五号运载火箭探火轨道高精度制导技术

长征五号火箭发射天问一号探测器进入地火转移轨道(探火轨道),是中国航天60年来首次冲出地球束缚、奔向火星.针对长征五号运载火箭将有效载荷送入地火转移轨道的适应性难题,提出了一种适应探火轨道的高精度制导技术,并给出了制导设计方案及相应的仿真结果.长征五号火箭探火轨道高精度制导技术实现了火星探测器的高精度入轨,入轨指标达到了工程任务要求的百分之三的量级,标志着中国火箭具备执行地外行星探测任务的能力.     

新一代大型运载火箭长征五号控制技术

新一代大型运载火箭长征五号的控制精度、控制品质、系统架构、飞行可靠性已达到国际先进水平.系统介绍了长征五号控制系统的关键技术,即超20吨级有效载荷的大推力直接入轨高精度制导控制、覆盖超地球第二宇宙速度地火转移轨道的全域强适应制导控制、千吨级运载火箭助推和芯级异类发动机联合摇摆控制等多项技术.其成果填补了中国空白、大幅提升了中国自主进入空间的能力.     

速度时变情况下多飞行器时间协同制导方法研究

针对无动力飞行器在速度时变情况下的同时攻击问题,提出基于非线性扩张状态观测器的分布式时间协同三维制导方法。定义飞行器的总前置角以推导简化的相对运动方程,并选取飞行器与目标的相对距离和接近速度为协调变量。考虑实际中飞行器速度时变的情况,把速度变化率建模误差及外界干扰作为扰动,弥补了已有方法对速度严格限制为常速的不足。为了估计系统扰动,设计非线性扩张状态观测器,并证明了带扰动估计的一致性控制协议可以保证多飞行器系统攻击时间的有界一致性。基于该控制协议的时间协同制导律由于在飞行器速度方向与视线方向之间始终存有夹角,当时间协同基本达成时切换成前置角有限时间收敛制导律,以保证最终的制导精度和攻击效果,两种制导律采用模糊逻辑规则平滑连接。通过仿真实验验证了所提制导方法的有效性以及优势。