火箭上升段带终端姿态约束的闭环制导方法工程应用研究

发布时间：2025-05-13 05:27

　　近年来,国内外航天技术不断发展,航天发射需求日益增加,任务也日渐复杂,开环制导愈加无法满足任务需要。目前工程应用中的迭代制导方案存在入轨姿态散布较大的问题,难以解决有效载荷入轨后需要快速定向的问题。为解决带终端姿态约束的最优入轨问题,本文提出了两种闭环预测制导方案并开展了相关研究。为了减小传统迭代制导方法的入轨姿态偏差,实现入轨精度和入轨姿态精度的均衡控制,本文提出了在不加入独立调姿系统的情况下,使用末段调姿段进行调姿,同时通过预测调姿段视速度增量对火箭的需增视速度不断进行修正得到控制程序角的闭环预测制导方案。该方法能同时满足入轨姿态和入轨点精度要求,是工程上可接受的方案。但这种做法优先保证了入轨姿态,会一定程度损失入轨精度。且基于间接法的制导方案还存在模型切换困难,处理复杂约束求解困难等问题,对任务的适应性较差,因此本文进一步从直接法寻求解决方案,设计了一种基于“联立法”的闭环预测制导方案。该方法采用基于联立框架的直接法(“联立法”)进行轨迹优化和反馈控制量求解,通过在线最优反馈控制器进行轨迹跟踪,飞行过程中出现大干扰或任务变化情况使用闭环预测方案来处理。最后通过仿真验证了基于“联立法...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1直接法和间接法对比图

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-题，并使用邻近极值法解决该问题。图1-1直接法和间接法对比图间接法的一个明显优点是计算精度高，求出的最优控制律精确[10]。而使用间接法的缺点一是约束条件的加入困难，虽然可以使用库恩-塔克定理来进行转化，但约束条件起作用的点比较难确定，尤其是对....

图2-3轨道系与基准系、地心赤道系关系图

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-9-xy2x2yzz2A0B0λ0oo图2-2发惯系与地心赤道系坐标转换图3）地心赤道坐标系到轨道坐标系的变换地心赤道系到基准系的转换矩阵为G，轨道坐标系与基准坐标系绕o"轴有一夹角k，基准坐标系到轨道坐标系的转换矩阵为k，则地心赤道系到轨道系的转....

图3-1在线生成轨迹的示意图

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-15-第3章带末段调姿的闭环预测制导研究目前针对带终端姿态约束的最优入轨问题，工程上通过增加一套独立的调姿系统来达到入轨要求，但调姿系统的加入不可避免地造成了运载能力的降低及可靠性的下降。因此，本章基于现有迭代制导总体方案，推导了一种加入末段调姿的....

图3-2每周期迭代制导算法流程图

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文联立求解(3-13)和(3-14)，经迭代运算可得满足要求精度的ct值。

本文编号：4045812