可重复使用运载器上升段及应急返回段轨迹设计技术研究
| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-19页 |
| 第一章 绪论 | 第19-34页 |
| ·可重复使用运载器概述 | 第19-21页 |
| ·可重复使用运载器制导与控制研究现状 | 第21-24页 |
| ·航天飞机制导与控制基本概念 | 第21-22页 |
| ·亚轨道再入段制导与控制 | 第22-23页 |
| ·末端区域能量管理段(TAEM)制导与控制 | 第23-24页 |
| ·课题研究的背景 | 第24-26页 |
| ·可重复使用运载器关键技术演示验证试验 | 第25页 |
| ·上升段/末端区域能量管理段飞行试验 | 第25-26页 |
| ·课题研究的目的和意义 | 第26-31页 |
| ·课题研究意义 | 第26-28页 |
| ·课题研究目的 | 第28-31页 |
| ·本文的研究内容和篇章结构 | 第31-34页 |
| 第二章 上升段及应急返回段轨迹设计总体方案 | 第34-43页 |
| ·引言 | 第34页 |
| ·标称上升段轨迹设计策略 | 第34-35页 |
| ·多物理约束与多性能指标 | 第34-35页 |
| ·航迹倾斜角剖面的规划方法 | 第35页 |
| ·应急上升段轨迹设计策略 | 第35-36页 |
| ·轨迹设计目标和物理约束 | 第35-36页 |
| ·影响能量衰减速度的两个因素 | 第36页 |
| ·在线轨迹设计方案 | 第36页 |
| ·应急返回段二维轨迹设计策略 | 第36-38页 |
| ·能量走廊概念 | 第37页 |
| ·末端区域能量管理段(TAEM)二维轨迹设计方案 | 第37-38页 |
| ·应急返回段二维轨迹在线设计方案 | 第38页 |
| ·应急返回段三维轨迹设计策略 | 第38-41页 |
| ·能量走廊的局限性 | 第39-40页 |
| ·应急返回段横侧向参考轨迹方案 | 第40页 |
| ·应急返回段三维轨迹快速设计方案 | 第40-41页 |
| ·轨迹仿真验证 | 第41-42页 |
| ·本章小结 | 第42-43页 |
| 第三章 标称上升段轨迹设计技术研究 | 第43-68页 |
| ·引言 | 第43页 |
| ·上升段质点动力学方程 | 第43-47页 |
| ·假设条件和坐标系 | 第43-45页 |
| ·基于时间历程的质点动力学方程 | 第45-46页 |
| ·基于动压的质点动力学方程 | 第46-47页 |
| ·基于高度历程的质点动力学方程 | 第47页 |
| ·标称上升段轨迹设计思路 | 第47-50页 |
| ·物理约束和性能指标 | 第48-49页 |
| ·轨迹设计问题描述 | 第49页 |
| ·轨迹设计方法 | 第49-50页 |
| ·标称上升段航迹倾斜角剖面方案 | 第50-56页 |
| ·航迹倾斜角剖面形状 | 第50-51页 |
| ·航迹倾斜角剖面方案的形成 | 第51-53页 |
| ·航迹倾斜角剖面的解析描述 | 第53-56页 |
| ·标称上升段轨迹推演 | 第56-63页 |
| ·陡上升段航迹倾斜角的优化计算 | 第56-57页 |
| ·基于时间描述的动力上升段轨迹参数计算 | 第57-59页 |
| ·基于高度描述的动力上升段轨迹参数计算 | 第59页 |
| ·标称上升段轨迹迭代推演流程 | 第59-60页 |
| ·标称上升段轨迹设计算例 | 第60-63页 |
| ·标称上升段轨迹的鲁棒性分析 | 第63-66页 |
| ·标称上升段轨迹鲁棒性的定义 | 第63页 |
| ·标称上升段轨迹对气动参数不确定性的鲁棒性 | 第63-65页 |
| ·标称上升段轨迹对质量不确定性的鲁棒性 | 第65-66页 |
| ·本章小结 | 第66-68页 |
| 第四章 应急上升段轨迹设计技术研究 | 第68-87页 |
| ·引言 | 第68页 |
| ·应急上升段质点动力学方程 | 第68-69页 |
| ·应急上升段轨迹设计思路 | 第69-71页 |
| ·物理约束 | 第69页 |
| ·轨迹设计问题描述 | 第69-71页 |
| ·轨迹设计方法 | 第71页 |
| ·应急上升段航迹倾斜角剖面方案 | 第71-73页 |
| ·航迹倾斜角剖面方案 | 第71-72页 |
| ·航迹倾斜角剖面方案的形成 | 第72页 |
| ·基于航迹倾斜角剖面方案的轨迹推演算法 | 第72-73页 |
| ·应急上升段剩余燃料排空时机方案 | 第73-80页 |
| ·剩余燃料排空速度建模 | 第73-74页 |
| ·剩余燃料排空时机可选方案 | 第74-75页 |
| ·剩余燃料排空时机方案的选定 | 第75-79页 |
| ·剩余燃料排空时机方案的验证 | 第79-80页 |
| ·应急上升段轨迹在线迭代推演及其算例 | 第80-85页 |
| ·在线轨迹设计的本质要求 | 第81页 |
| ·应急上升轨迹在线迭代推演算法 | 第81-82页 |
| ·应急上升轨迹在线迭代推演流程 | 第82页 |
| ·应急上升段在线轨迹设计算例 | 第82-85页 |
| ·本章小结 | 第85-87页 |
| 第五章 应急返回段二维轨迹设计技术研究 | 第87-117页 |
| ·引言 | 第87页 |
| ·应急返回段轨迹设计问题描述 | 第87-88页 |
| ·末端区域能量管理段(TAEM)轨迹设计问题 | 第87-88页 |
| ·一般情况下的应急返回段对轨迹设计的要求 | 第88页 |
| ·TAEM二维轨迹的能量走廊概念与轨迹设计思路 | 第88-92页 |
| ·能量走廊概念 | 第89-90页 |
| ·轨迹设计思路与设计流程 | 第90-92页 |
| ·基于优化算法的TAEM二维轨迹设计算法 | 第92-94页 |
| ·初始参数优化计算 | 第93页 |
| ·常值动压(或动压变化率)剖面的推演算法 | 第93-94页 |
| ·最大升阻比下滑的推演算法 | 第94页 |
| ·TAEM二维轨迹的能量走廊设计 | 第94-104页 |
| ·最陡下滑剖面设计 | 第95-100页 |
| ·最大升阻比下滑剖面设计 | 第100-104页 |
| ·TAEM二维标称轨迹设计 | 第104-108页 |
| ·减速板的能力中心 | 第104-105页 |
| ·参考动压剖面规划 | 第105-107页 |
| ·标称轨迹剖面设计 | 第107-108页 |
| ·应急返回段二维轨迹在线设计技术研究 | 第108-115页 |
| ·应急返回段二维轨迹在线轨迹设计质点动力学方程 | 第109页 |
| ·应急返回段二维轨迹在线动压剖面设计 | 第109-110页 |
| ·应急返回段二维轨迹在线高度剖面的设计 | 第110-113页 |
| ·应急返回段二维轨迹在线设计算例 | 第113-115页 |
| ·本章小结 | 第115-117页 |
| 第六章 应急返回段三维轨迹设计技术研究 | 第117-146页 |
| ·引言 | 第117页 |
| ·应急返回段三维轨迹设计质点动力学方程 | 第117-119页 |
| ·基于时间历程的质点动力学方程 | 第117-118页 |
| ·基于高度历程的质点动力学方程 | 第118-119页 |
| ·能量走廊的局限性 | 第119-125页 |
| ·不确定性对能量走廊的影响 | 第120-123页 |
| ·横侧向机动对能量走廊的影响 | 第123-124页 |
| ·能量走廊的不足 | 第124-125页 |
| ·蛇形机动式横侧向轨迹 | 第125-131页 |
| ·横侧向轨迹节概念 | 第126-128页 |
| ·航迹角与横侧向机动的关系 | 第128-130页 |
| ·横侧向轨迹与蛇形机动的类比 | 第130-131页 |
| ·应急返回段三维轨迹快速成形算法 | 第131-140页 |
| ·动压参考剖面快速设计 | 第131-133页 |
| ·三模态蛇形机动式横侧向轨迹快速解算 | 第133-138页 |
| ·三维轨迹快速推演算法 | 第138-140页 |
| ·应急返回段三维轨迹在线设计及算例 | 第140-144页 |
| ·应急返回段三维轨迹在线设计 | 第140-141页 |
| ·在线轨迹设计算例 | 第141-144页 |
| ·本章小结 | 第144-146页 |
| 第七章 上升段及应急返回段轨迹仿真验证 | 第146-159页 |
| ·引言 | 第146页 |
| ·Simulink轨迹仿真验证环境 | 第146-149页 |
| ·质点RLV的S-function建模 | 第146-147页 |
| ·轨迹控制器 | 第147-149页 |
| ·基于Simulink的轨迹仿真验证系统 | 第149页 |
| ·轨迹仿真验证结果 | 第149-157页 |
| ·标称上升及其返回段全程轨迹仿真验证结果 | 第149-153页 |
| ·应急上升及其返回段全程轨迹仿真验证结果 | 第153-157页 |
| ·本章小结 | 第157-159页 |
| 第八章 总结与展望 | 第159-164页 |
| ·本文的主要研究内容与贡献 | 第159-162页 |
| ·有待进一步研究的内容 | 第162-164页 |
| 参考文献 | 第164-174页 |
| 致谢 | 第174-175页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第175页 |
