运载器姿态控制重构研究

运载器发动机推力下降故障模式较为常见,对于典型的非致命故障采取姿态重构控制技术往往可以挽救一发飞行任务。随着计算机软件与硬件技术水平的提升,控制重构技术具有重大的意义。在此,开展了运载器故障动力学建模研究,提出了运载器重构控制技术方案。介绍了一种姿态重构控制技术研究成果,包括控制律设计与控制重分配方法,并针对所提出的姿态重构方法开展了仿真验证,结果表明姿态重构技术在发动机推力故障下仍可保证运载器良好的姿控性能与稳定能力。最后展望了智能控制技术发展前景。     

可重复使用运载器的工程化姿态控制系统设计

基于古典控制理论和BTT倾斜转弯控制技术,设计了可重复使用运载器(RLV)的大气层内姿态稳定控制系统.控制系统采用角速率和加速度作为PI控制的反馈信号,系统实现简单,可同时满足侧向大、小扰动情况下的姿态稳定控制要求.数值仿真结果表明该方案有效可行.     

有效载荷/阿里安3运载器动特性分析

本文给出阿里安3运载器在飞行期间作用在有效载荷上的动态载荷的预测方法。这种研究通常称之为“耦合分析”,它限于较高的纵向激振:发生在主活门关掉之后的第二级推力衰减。整个结构当做有效载荷和运载器的组装结构对待;前者用简化的“有效质量”模型,后者用详细的“有限元”模型表示。运载器/有效载荷界面的加速度用以下两种方法计算:——第一个方法用模态迭加法,它要求完整系统(运载器+有效载荷)动特性的全部信息。——第二个方法是基于直接积分的方法,它可以不通过动态特性的模态计算而直接求解运动方程。这种分析是在 L01、L03和 L04次飞行中观测的若干次推进衰减情况下进行的,而且考虑了激励的散度,并采用综合的发动机关机情况。方法应用于第一次 Ariane3(L10次飞行)任务,这次任务是进行 ECS2和WESTAR6双星发射,并考虑了 SYLDA 双星发射连接架。     

采用组合推进模式的单级入轨运载器有效载荷比

本文概述了单级入轨运载器在采用单推进模式和组合推进模式情况下有效载荷和速度增量之间的关系。给出了性能比较和不同工况下的一些情况。     

基于侧喷流直接力技术的运载器姿态控制方法

侧向喷流直接力控制技术已在大气层外动能拦截器和大气层内防空导弹中得到成功应用.运载火箭作为跨大气层飞行器,可以尝试采用该技术进行姿态、轨道控制.介绍了一种由侧向喷流发动机作为姿态控制执行机构的运载器,建立了运载器在大气层外飞行条件下的姿态动力学模型并设计了姿态控制规律.仿真结果表明,在姿控发动机存在安装误差的情况下,所设计的控制规律可以实现对运载器姿态的控制,通过选择控制器参数改变系统的响应特性可以满足迅速、精确、稳定地控制系统的要求.由此可见,采用侧向喷流直接力姿态控制系统能够完成运载器姿态控制任务.     

航天飞机衍生运载器运载系统的再入舱

本文讨论了航天飞机衍生运载器运载系统的再入舱。航天飞机衍生运载器在无人驾驶的运载系统结构中使用了航天运输系统的基本部件。那些高成本的部件(主要是推进和电子设备分系统)都安装在一个再入和重复使用的舱内。再入舱的特性根据落点散布和横向机动飞行要求来确定。对弹道结构进行了初步的评估,并对升力结构进行了选择,确定了预计的再入环境,并探讨了再入舱设计中用的热防护材料。文中还介绍了再入舱的特性及其内部剖面图。     

基于隐式增量动态逆的水下运载器出水姿态控制

显式动态逆控制直接利用非线性对消来实现对系统的精确线性化,但由于实际模型存在不确定性因而会造成在对消过程中存在逆误差,使得控制的鲁棒性难以保证。在解决水下运载器出水运动问题中,由于存在较强的不确定性,显式动态逆控制无法消除逆误差的影响。出水过程中水动力变化剧烈同时海浪强烈作用,因此需要对姿态控制问题进行着重研究。在仿射形式的水下运载器出水运动数学模型基础上,推导并得到了隐式增量形式的动态逆控制律,利用层叠结构思想将系统划分为慢快两个回路。在时标分离的慢快回路基础上,引入状态变化率反馈,设计了不依赖精确数学模型的隐式增量控制律,提高了控制的鲁棒性。基于隐式动态逆相应的控制算法,考虑海浪作用、水动力参数摄动以及测量噪声的影响下,对水下运载器出水姿态进行跟踪控制,验证了控制律的有效性和合理性。     

德尔它运载器数字控制系统的研制

本文介绍了为NASA德尔它运载器研制数字飞行控制系统所采用的方法。在本文讨论的德尔它运载器数字控制系统中,两个控制级仅用一个敏感器。这种敏感器既可用来作为姿态基准,又可给出稳定飞行用的角速率信息。在采用单敏感器。条件下通过综合数字滤波器来提供适当的稳定裕度。本文也介绍了从提出系统技术要求到进行飞行计划的研制过程。     

运载火箭与有效载荷界面连接的标准化—寻找低成本的运载系统

在空间研究计划实施的整个历程中运载火箭与有效载荷的界面连接一直在变化。需要检测操作硬件和软件这些界面连接的主要项目,以确定航天工业使用的标准。由于空间研究计划成本一直较高,并且新的空间系统处于孕育之中,因此如果不放弃主要的项目就必须尽快采取措施降低成本。界面连接优化是帮助达到此目的的一种方法。由于对未来有了明确的方向,技术的进展和丰富的经验,我们就可以有效地进行尝试,满足有效载荷和运载火箭的设计要求并实现我们国家空间研究计划的目标。     

海长矛运载器

本文介绍了1980～1986年间开展的海长矛反潜武器的设计和研制,海长矛是一种密封式导弹系统,由潜艇水下发射,无控浮至海面,出水,导弹点火并与运载器分离,沿射向飞至预定点,然后分离有效载荷和助推器,投射弹头进入水下,其中,运载器是一个石墨丝湿法缠绕的夹层结构圆柱体,用来保护导弹,设计中必须考虑的因素有:组装、运输和使用中的环境;流体静水压和发射压力;潜艇上贮存及发射过程的冲击载荷;浮上海面;出水;导弹的飞出。根据设计要求,以及运载器石墨复合材料的结构特点,提出几种特有的设计方案和制造工艺。     

低成本运载器研究

本文简要介绍了低成本运载器的发展途径,降低运载器成本的主要措施和管理方法。     

运载器故障预测

仔细分析运载器的故障数据将有助于诸如先进运载系统之类未来运载器的设计     

消耗性运载器的新生命

本文介绍了消耗性运载器怎样获得新生的,以及发展前景。着重叙述了大力神、德尔它、宇宙神-半人马座、阿里安、质子号、长征等运载器的近况及发射卫星的价格。     

拖曳系统中运载器静态控制律研究

文中在运载器“准平衡”的假设下，研究了拖曳系统在铅垂面和水平面内稳定平衡飞行时运载器保持平衡飞行的控制律。仿真计算表明，所采用的控制律可以满足运载器飞行轨迹跟随拖曳飞机飞行轨迹时的飞行平衡特性。