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时间:2020-03-27
《空间飞行器离轨的一种组合制导方法.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、上海航天AEROSPACESHANGHAI第33卷2016年第2期文章编号:1006—1630(2016)02—0032—07空间飞行器离轨的一种组合制导方法郭雯婷L2,卢山1‘2,齐旺1、2(1.上海航天控制技术研究所,上海201109;2.上海市空间智能控制技术重点实验室,上海201109)摘要:为适应离轨中较大的初始误差和离轨过程干扰,提出了空间飞行器离轨制动的一种高精度组合制导方法。采用包括最优初制导和高精度末制导的多种制导律分段制导.前期采用燃料最省的开环初制导以脱离原轨道,后期采用基于标称
2、轨迹的高精度实时闭环制导,给出了组合制导的模型。由开环和组合两种制导方法的仿真结果可知:组合制导法具较高的制导精度和较强的鲁棒性,且计算量适中,易实现,有较大的工程应用价值。关键词:空间飞行器;离轨制动;组合制导;相对运动控制;初始误差;离轨过程干扰中图分类号:V448.2文献标志码:ADOI:10.19328/j.cnki.1006—1630.2016.02.006ACompositeGuidanceMethodofDe-OrbitOperationforSpaceVehiclesGUOWen—ti
3、n91~,LUShanl~,QIWan91’2(1.ShanghaiInstituteofSpaceflightControlTechnology,Shanghai201109,China;2.ShanghaiKeyLaboratoryofAerospaceIntelligentControlTechnology,Shanghai201109,China)Abstract:Aimtotherelativelargeinitialerroranddisturbanceinde—orbit,onekind
4、ofhigh—precisioncompositeguidancelawofde—orbitoperationwasputforwardinthispaper.Thesegmentedguidancewasrealizedbyopen-loopguidancelawbasedonfuel——optimalandhigh——precisionreal—-timeclosed—-loopguidancelawbasedonnominaltrajectory.Themodelofthecompositegu
5、idancewasgivenout.Thenumericalsimulationsresultsoftheopen-loopandcompositeguidancemethodsshowedthatthecompositeguidanceproposedhadhigherprecisionandstrongerrobustnessandthealgorithmwasmodestandeasytoimplement,whichwasvaluableinengineeringapplication.Key
6、words:Spacevehicle;De—orbitoperation;Compositeguidance;Relativemotioncontrol;InitialerrorlDisturbanceinde—orbjt0引言飞行器在轨飞行若干时间,完成预定任务后,必须用制动发动机产生推力减小飞行速度,从环绕地球的运行轨道进入返回地球的椭圆轨道,即实现离轨制动。制动控制的精度直接决定再人点的控制精度,进一步影响再入段制导与着陆的难度。因此,离轨制动制导控制技术是实现飞行器再人返回的关键。目前,进人制
7、导方法主要有标准轨道制导法和预测落点法两类[1。4]。航天飞机采用了前一种制导方法,要求发射前进行大量运算,以确定标准轨道制导方程中的系数,计算量大,且因标准轨道制导是基收稿日期:2015-04—26;修回日期:2015-05—25作者简介:郭雯婷(1983一),女,硕士,主要研究方向为飞行器控制与仿真。于小扰动假设,对大的扰动,制导精度会变得很低。落点预测法不拘泥于标准轨道,对初始条件的误差不敏感,制导精度高,但要求有较快的计算速度和较大的存储容量,至今尚无应用。为此,本文综合了两种制导方法的优点,
8、提出了一种组合制导方法。1任务概述离轨过程的任务剖面如图1所示。飞行器到达再入窗口的控制精度直接关系再入段的控制难度,对离轨的制导控制须精确可靠,不可超出规定的偏差范围,否则会出现飞行器不能进入大气层,或进入后过热烧毁,或破坏着陆系统的正常工作条件,或显著偏离预定着陆点等不正常情况,从而导致返回任务的失败邸]。离轨制动任务要求飞行器在到达再入点时满足第33卷Z016年第2期郭雯婷,等:空间飞行器离轨的一种组合制导方法图1离轨任务剖面Fig.1Profil
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