基于多因素的分離過程仿真與偏差辨識研究.pdf

1、現(xiàn)階段航天器分離動力學(xué)仿真研究一般針對具體的分離方案,尚沒有通用的分離仿真軟件,本文主要設(shè)計通用的分離仿真軟件并且對分離過程中偏差進(jìn)行辨識研究。
　　本文首先進(jìn)行的是兩體分離動力學(xué)研究,對分離過程中比較典型的分離環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)仿真建模,充分考慮分離過程中分離體的姿態(tài)變化過程,考慮總體、氣動、動力等偏差因素帶來的不確定性影響,模擬分離體的分離過程中各個分離階段,能夠更好地、更真實(shí)地預(yù)示分離設(shè)計的正確性,更為精確地對分離時序、分離運(yùn)動過

2、程和分離方案進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　本文開發(fā)的動力學(xué)仿真軟件能夠針對多種航天運(yùn)載器兩體分離運(yùn)動情況進(jìn)行分析計算,根據(jù)使用者的選擇添加不同的外載荷,具有適用范圍廣,靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)。軟件根據(jù)輸入的初始組合體運(yùn)動狀態(tài)、分離體質(zhì)量特性以及外部載荷變化情況,計算出分離體運(yùn)動狀態(tài)隨時間的變化情況,得到相應(yīng)的運(yùn)動曲線。軟件可以設(shè)定仿真時間、積分步長和輸出步長以及分離特殊時間點(diǎn),采用四階龍格庫塔方法或者四階阿達(dá)姆斯預(yù)測矯正方法求解動力學(xué)常微分方程。<

3、br>　　設(shè)計的軟件具有根據(jù)運(yùn)動變化情況辨識出分離體所受外力隨時間的變化情況的功能,同時可以驗(yàn)證軟件動力學(xué)正向仿真的正確性。本文還針對實(shí)際試驗(yàn)得到的結(jié)果量比較少,可能的偏差量較多的特點(diǎn),利用均勻?qū)嶒?yàn)方法設(shè)計偏差組合方案,進(jìn)行動力學(xué)仿真,尋求偏差最優(yōu)組合,供分離方案設(shè)計人員參考。
　　本文以級間冷分離和單體整流罩分離為例進(jìn)行了仿真分析,考慮氣動力、分離火箭推力、主級火箭推力,空氣壓力等因素,經(jīng)計算得到分離體的基本運(yùn)動規(guī)律,并進(jìn)行了相