可重复使用运载器亚轨道再入段制导与控制技术研究
| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-17页 |
| 第一章 绪论 | 第17-28页 |
| ·RLV 概述 | 第17-19页 |
| ·课题研究背景 | 第19-20页 |
| ·关键技术演示验证试验 | 第19页 |
| ·亚轨道飞行试验和亚轨道再入段 | 第19-20页 |
| ·RLV 制导与控制的研究现状 | 第20-24页 |
| ·初期再入段制导与控制 | 第20-23页 |
| ·末端区域能量管理段(TAEM)制导 | 第23-24页 |
| ·航天飞机滑翔返回发射场(GRTLS)的飞行方案 | 第24页 |
| ·课题研究目的与意义 | 第24-26页 |
| ·本文的研究内容 | 第26-28页 |
| 第二章 动力学模型研究 | 第28-43页 |
| ·RLV 非线性数学模型 | 第28-33页 |
| ·坐标系定义 | 第28-29页 |
| ·气动力和气动力矩 | 第29-30页 |
| ·气动数据的增量形式 | 第30页 |
| ·六自由度刚体运动方程 | 第30-32页 |
| ·纵向质点动力学方程 | 第32-33页 |
| ·基准剖面及配平线性化 | 第33-35页 |
| ·RLV 对象特性分析 | 第35-41页 |
| ·飞行约束 | 第35-36页 |
| ·升阻比特性 | 第36-37页 |
| ·平衡重力的能力 | 第37页 |
| ·舵面的配平能力 | 第37-38页 |
| ·模态特性 | 第38-39页 |
| ·横侧向稳定性分析 | 第39-41页 |
| ·小结 | 第41-43页 |
| 第三章 制导与控制的整体方案 | 第43-52页 |
| ·亚轨道再入段的飞行阶段划分 | 第43-45页 |
| ·制导与控制的整体框架 | 第45-46页 |
| ·制导技术 | 第45-46页 |
| ·控制技术 | 第46页 |
| ·制导策略 | 第46-48页 |
| ·迎角恢复段和过载保持段制导 | 第47-48页 |
| ·迎角过渡段制导 | 第48页 |
| ·控制策略 | 第48-50页 |
| ·横侧向控制 | 第49-50页 |
| ·纵向控制 | 第50页 |
| ·RCS 控制 | 第50页 |
| ·系统仿真验证 | 第50-51页 |
| ·小结 | 第51-52页 |
| 第四章 迎角恢复段和过载保持段的制导技术研究 | 第52-76页 |
| ·引言 | 第52页 |
| ·制导问题描述 | 第52-53页 |
| ·迎角恢复段和过载保持段的轨迹规划 | 第53-59页 |
| ·动压变化率的物理机制分析 | 第54-55页 |
| ·迎角和过载对动压的影响分析 | 第55-56页 |
| ·迎角指令和过载指令的设计方法 | 第56-57页 |
| ·迎角恢复段和过载保持段的标称轨迹 | 第57-58页 |
| ·标称轨迹的控制实现 | 第58-59页 |
| ·迎角恢复段和过载保持段的制导策略 | 第59-64页 |
| ·初始高度偏差引起的制导指令调整 | 第60-61页 |
| ·气动参数偏差对制导的影响分析 | 第61-62页 |
| ·过载指令补偿策略 | 第62-63页 |
| ·迎角恢复段跟踪下沉率 | 第63-64页 |
| ·返回高度上边界 | 第64-70页 |
| ·返回高度上边界的物理意义 | 第64-65页 |
| ·迭代法计算高度上边界 | 第65-66页 |
| ·解析法计算高度上边界 | 第66-70页 |
| ·基于动压的预测-校正法制导 | 第70-74页 |
| ·基于动压的预测-校正制导策略 | 第71-72页 |
| ·预测-校正算法 | 第72-73页 |
| ·算法的安全性和实时性分析 | 第73-74页 |
| ·小结 | 第74-76页 |
| 第五章 迎角过渡段的制导技术研究 | 第76-87页 |
| ·引言 | 第76页 |
| ·迎角过渡段的开环制导方案 | 第76-79页 |
| ·迎角和过载的过渡方案 | 第76-77页 |
| ·迎角过渡段的切换时机 | 第77-78页 |
| ·迎角过渡段的开环制导仿真 | 第78-79页 |
| ·基于动压剖面的迎角过渡段轨迹规划 | 第79-85页 |
| ·基于动压剖面的轨迹设计方法 | 第79-82页 |
| ·迎角过渡段的飞行特性分析 | 第82-83页 |
| ·迎角过渡段动压剖面的规划方法 | 第83-84页 |
| ·迎角过渡段轨迹设计与轨迹仿真 | 第84页 |
| ·迎角过渡段的闭环制导仿真 | 第84-85页 |
| ·小结 | 第85-87页 |
| 第六章 大迎角横侧向控制技术研究 | 第87-105页 |
| ·引言 | 第87页 |
| ·横侧向控制特性分析 | 第87-97页 |
| ·横侧向状态方程 | 第87-88页 |
| ·大迎角下的荷兰滚模态特性分析 | 第88-91页 |
| ·横侧向特征结构分析 | 第91-92页 |
| ·滚转角速率到副翼开环特性分析 | 第92-95页 |
| ·偏航角速率到方向舵开环特性分析 | 第95-96页 |
| ·副翼操纵性能分析 | 第96-97页 |
| ·RLV 横侧向控制策略 | 第97-99页 |
| ·横侧向增稳回路 | 第97页 |
| ·滚转回路的控制 | 第97-98页 |
| ·控制切换问题 | 第98-99页 |
| ·横侧向控制律设计 | 第99-102页 |
| ·迎角恢复段和过载保持段控制律设计 | 第99-101页 |
| ·迎角过渡段控制律设计 | 第101-102页 |
| ·航向RCS 控制研究 | 第102-103页 |
| ·小结 | 第103-105页 |
| 第七章 基于等效飞控的RLV 仿真验证平台 | 第105-117页 |
| ·基于等效飞控的开发方法 | 第105-107页 |
| ·RLV 仿真验证平台的实现 | 第107-113页 |
| ·集成仿真控制台 | 第108-109页 |
| ·等效飞控软件 | 第109-113页 |
| ·非线性仿真结果 | 第113-116页 |
| ·纵向仿真验证 | 第113-114页 |
| ·横侧向仿真验证 | 第114-116页 |
| ·小结 | 第116-117页 |
| 第八章 总结与展望 | 第117-120页 |
| ·本文的主要研究内容与贡献 | 第117-118页 |
| ·需进一步研究的工作 | 第118-120页 |
| 参考文献 | 第120-126页 |
| 致谢 | 第126-127页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第127-128页 |
