检索结果-内蒙古大学图书馆

兵工学报 2010年第1期31卷 41-47页

作者：张军黄一敏杨一栋南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016

研究了重复使用运载器(RLV)末端区域能量管理段(TAEM)三维制导轨迹在线推演算法。根据RLV当前动压、位置和航向,规划动压参考剖面和横侧向参考轨迹,采用基于高度的质点动力学方程在线推演出满足过载、动压约束以及终点动压、位置和航向... 详细信息

研究了重复使用运载器(RLV)末端区域能量管理段(TAEM)三维制导轨迹在线推演算法。根据RLV当前动压、位置和航向,规划动压参考剖面和横侧向参考轨迹,采用基于高度的质点动力学方程在线推演出满足过载、动压约束以及终点动压、位置和航向要求的三维轨迹。横侧向参考轨迹规划分为2个阶段,即消除横向位置误差兼顾减小纵向位置误差阶段和消除纵向位置误差阶段,提出了组合使用3种模态消除纵向位置误差的新方法。对于三维轨迹推演,提出了采用航迹倾斜角补偿法二次推演三维轨迹的新算法,修正终点位置误差超过自动着陆(ALI)容许范围的三维制导轨迹,使误差进入容许范围。仿真计算结果显示,该三维轨迹在线推演算法具有快速、准确、对初始点位置和航向分布鲁棒性强的特点。

关键词：飞行器控制、导航技术重复使用运载器末端区域能量管理段三维制导轨迹在线推演横侧向参考轨迹

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末端区域能量管理段约束控制技术

引用

兵工自动化 2013年第6期32卷 82-85,89页

作者：步召杰孙春贞中国航天空气动力技术研究院第11总体设计部北京100074 南京航空航天大学自动化学院南京210016

针对重复使用运载器(reusable launch vehicle,RLV)在末端区域能量管理(terminal area energy management,TAEM)段中存在的多约束问题,提出了一种TAEM段约束控制策略。通过俯仰角速率控制TAEM内回路,提高了控制系统的稳定性;设计了迎角... 详细信息

针对重复使用运载器(reusable launch vehicle,RLV)在末端区域能量管理(terminal area energy management,TAEM)段中存在的多约束问题,提出了一种TAEM段约束控制策略。通过俯仰角速率控制TAEM内回路,提高了控制系统的稳定性;设计了迎角和过载约束控制回路,在此基础上,采用动态约束的思想,实时进行约束控制回路的切换,保证了飞行的安全;并分别在常规控制策略和约束控制策略2种情况下进行了仿真验证。仿真结果证明:采用约束控制策略可以保证RLV迎角和过载不超出限制,可以保证最终的安全着陆。

关键词：重复使用运载器末端区域能量管理段约束控制动态约束

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RLV末端区域能量管理段轨迹设计研究

引用

电子测量技术 2015年第8期38卷 50-53,63页

作者：蒋毅孙春贞王凯南京航空航天大学自动化学院南京210016

针对重复使用运载器(RLV)无动力且升阻比较小、末端区域能量管理段(TAEM)初始不确定性大的特点,给出了一种基于多轨迹设计的在线轨迹选择方法。首先建立重复使用运载器的动力学模型和三自由度模型,其次给出飞行走廊设计方法来描述TAEM... 详细信息

针对重复使用运载器(RLV)无动力且升阻比较小、末端区域能量管理段(TAEM)初始不确定性大的特点,给出了一种基于多轨迹设计的在线轨迹选择方法。首先建立重复使用运载器的动力学模型和三自由度模型,其次给出飞行走廊设计方法来描述TAEM各类约束的范围,给出基于高度-待飞距离剖面的标称轨迹设计方法,分析单条轨迹的容忍能力生成轨迹数据库,确定轨迹在线选择逻辑,通过对比仿真验证在线重新选择轨迹的必要性和轨迹跟踪效果。

关键词：末端区域能量管理段飞行走廊轨迹设计轨迹数据库

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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

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

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作者：张军南京航空航天大学

学位级别：博士

以末端区域能量管理段(TAEM)关键技术验证为目的的可重复使用运载器(RLV)上升段的最大高度和最大马赫数分别约为30km和3。如果在上升段正常飞行，RLV到达最高点后经TAEM到达自动着陆窗口(ALI)；如果在上升段出现发动机故障停车，RLV将... 详细信息

以末端区域能量管理段(TAEM)关键技术验证为目的的可重复使用运载器(RLV)上升段的最大高度和最大马赫数分别约为30km和3。如果在上升段正常飞行，RLV到达最高点后经TAEM到达自动着陆窗口(ALI)；如果在上升段出现发动机故障停车，RLV将经应急上升段、应急返回段到达ALI。本文研究以TAEM飞行试验为背景的RLV上升段及应急返回段轨迹设计技术。 RLV正常上升段称为标称上升段，其轨迹设计是受到多性能指标(因RLV而异)、多物理约束(主要指动压、过载约束)共同约束的两点边界值问题。样例RLV的性能指标主要是最大马赫数和最大高度。因发动机工作时间有限制，所以分别表征动能和势能的两指标会此消彼长。因此，标称上升段轨迹设计须在不违反物理约束的前提下平衡各指标量。本文提出的方案是从质点动力学角度先定性规划出航迹倾斜角剖面方案，然后通过轨迹推演来确定剖面参数，并获得参考轨迹各剖面。应急上升段起于故障停车而止于航迹改平，飞行中须排空剩余燃料。为使随后的应急返回段初始能量最大，应急上升段轨迹设计须在不违反物理约束的前提下使终点能量最大即能量衰减最慢。影响能量衰减快慢的因素主要是克服阻力做功量(主要取决于航迹倾斜角剖面)和燃料排空时机，二者耦合在一起。本文提出一种航迹倾斜角剖面方案可解除此耦合，并在此基础上从质点动力学分析入手研究了排空时机影响能量衰减快慢的规律，给出排空时机方案，并用于应急上升段在线参考轨迹设计。应急返回段起于应急上升段终点而止于ALI，TAEM可视为其特例。TAEM轨迹设计以能量走廊为核心概念，忽略纵向/横侧向机动之间的耦合，属于二维轨迹设计。对于非TAEM的应急返回段，可采用二维设计方法。因初始高度无法预知，轨迹设计须基于待飞距离，本文提出一种基于待飞距离的轨迹设计方法，可使轨迹迭代推演快速收敛，并用于应急返回段二维参考轨迹在线设计。在应急返回段，轨迹设计中若要实现按需使用横侧向机动，则须使用三维轨迹设计方法，必须规划考虑纵向/横侧向机动间耦合影响的横侧向参考轨迹，并基于动压参考剖面和横侧向参考轨迹迭代推演三维参考轨迹。本文基于蛇形机动式轨迹，提出一种组合使用三种轨迹模态来消除位置、航向误差的横侧向参考轨迹规划算法，可根据位置误差的大小选择不同轨迹形式规划轨迹。对于应急返回段三维轨迹迭代推演，本文提出一种在同一优化问题中跟踪动压参考剖面和横侧向参考轨迹的算法，使三维轨迹迭代推演可以快速收敛。最后，在MATLAB的Simulink模块下搭建了轨迹仿真验证环境，对上升段及应急返回段全程轨迹进行了数字仿真，验证了各飞行段参考轨迹的准确性、物理可飞性、稳定性。

关键词：可重复使用运载器上升段末端区域能量管理段应急上升段应急返回段能量衰减剩余燃料排空耦合影响能量走廊三维轨迹设计横侧向参考轨迹蛇形机动式轨迹多轨迹模态

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