重復(fù)使用運載器再入段縱向制導(dǎo)律研究.pdf

1、重復(fù)使用運載器再入制導(dǎo)存在飛行航程遠、氣動環(huán)境復(fù)雜、飛行約束條件嚴(yán)苛等難點，對再入制導(dǎo)提出了較高的要求。本文首先通過對航天飛機再入制導(dǎo)技術(shù)的研究指出航天飛機再入制導(dǎo)技術(shù)本質(zhì)上是一種縱向的間接制導(dǎo)，制導(dǎo)過程復(fù)雜、效率較低。針對這一問題，本文提出一種新的制導(dǎo)律，以動壓剖面作為標(biāo)稱軌跡，利用迎角實現(xiàn)了對動壓剖面的跟蹤，然后進一步研究利用俯仰角跟蹤表速剖面的制導(dǎo)律，最后進行了仿真驗證。
　　本文首先對航天飛機再入制導(dǎo)技術(shù)進行了研究，針對航

2、天飛機再入制導(dǎo)利用橫側(cè)向滾轉(zhuǎn)角跟蹤阻力加速度剖面導(dǎo)致制導(dǎo)過程復(fù)雜的不足，提出利用縱向物理量代替滾轉(zhuǎn)角作為制導(dǎo)指令，采用迎角直接跟蹤阻力加速度剖面，但由于阻力加速度信號存在混疊現(xiàn)象，迎角跟蹤阻力加速度剖面的制導(dǎo)律性能較差。針對混疊現(xiàn)象的研究表明，相比于高頻的阻力加速度信號，動壓是一種低頻信號，對迎角的響應(yīng)特性較好，故采用動壓代替阻力加速度實現(xiàn)縱向制導(dǎo)。通過研究迎角跟蹤動壓剖面的制導(dǎo)律表明，動壓由于數(shù)值過大，對制導(dǎo)律增益參數(shù)過于敏感，動壓制

3、導(dǎo)律不利于迎角安全。針對這一不足，提出用表速代替動壓，表速與動壓本質(zhì)相同但變化更加緩慢，對表速制導(dǎo)律研究表明表速制導(dǎo)性能較好，最終選擇表速作為縱向制導(dǎo)律的被控量。
　　對縱向制導(dǎo)指令的研究表明，迎角指令和俯仰角指令制導(dǎo)性能存在差異，本文指出傳統(tǒng)制導(dǎo)設(shè)計過程中將控制回路理想化的做法存在缺陷，制導(dǎo)控制綜合仿真結(jié)果表明俯仰角指令的制導(dǎo)性能較好。最后，對航天飛機制導(dǎo)技術(shù)和俯仰角控表速的縱向直接制導(dǎo)技術(shù)進行了綜合仿真驗證，結(jié)果表明縱向直接制