基于能量的再入轨迹控制研究

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1、ay北r.业大学倾于论文ABSTRACTUseenergy-basedcontrolmethodtoachievetheentryflightcontrolofReusableLaunchVehicle.Thebasicconceptistotaketheenergyasprimarycontrolvariables.reducetheorderofthesystemanddesignatrackinglawtofollowathree-dimensionalentrytrajectory.Feedbacklinearizationisus

2、edtodesignthetrackinglaw.Inthenewguidancescheme,theflighttrajectoryrestrainedbyafunctionofenergyistrackedbycommandingboththeangleofattackandangleofbank.Theguidanceschemeincludesatrajectoryplannerthatgeneratesafeasibleflighttrajectoryandacontrollawthatachievesboundedtrackin

3、gofthedownrangeandcrossrangedistances。，functionsofenergy.IntheTerminalAreaEnergyManagement,takeadvantageoftheEnergy-RangeprofiletoachievetheflightcontrolofReusableLaunchVehicleandtheenergyisalsocontrolled.PutforwardthemethodofonboardgenerationofTAEMtrajectories,theconcepto

4、fenergycorridor.Usethedynamicpressureandvelocitytocontroltheenergyofthevehicle.Atthesametime,thealtitudeanddynamicpressurearealsocontrolledbyKernelExtractionProtocolequationsofmotiontosatisfytherequirementsofAutoLanding.Finally,usethemultipledelaymodelai记multipledesignpoin

5、tapproachtoachievethecontrollawdesignfortheenergymanagementphaseofareentryvehicleKeyWords:ReentryCorridor,theFunctionofEnergy,FeedbackLinearization,TerminalAreaEnergyManagement(TAEM),EnergyCorridor,MultipleDelayModelMultipleDesignPoint11西北r_业大学硕I-论义第一章概述l.1再入航天器控制研究背景本论文的选

6、题直接来源于某国防顶研项目。航天器再入大气层问题一直是航大领域科技发展的重点与难点之一。美国及欧洲航天局正在研究的第三代可重复利用运载工具CRLVs)计划中，己经把先进的三维再入轨迹规划与基于能量的制导控制理论应用于实践，大大扩展了航天器的再入范围和整休性能。'i前，载人航天研究是我国863科技攻关计划的重要组成部分。再入航天器将是我国卜一阶段航天研究的重要任务。因此，我们有必要跟踪该领域发展前沿，研究航天器再入返回的新技术。为了改善航天器传统再入控制方法中存在着的各种缺点，提出了采用基于能量的控制方法。使航大器在再入段得到史好的控制，达到

7、更加完善的控制要求。1.2再入航天器控制的目的和内容再入过程控制的基本任务是使再入航天器脱离原来的运行轨迹，建立ii转入再入轨迹，使再入航人器冉入并通过大气层，安全无损降落在预定的右陆区内。在此过程中利用大气阻力的作用，使高速运行的再入航大器减速，将再入航天器具有的动能和势能在通过再入轨迹时转换成热能。大部分热量散发到稠密大2‘中，其中的小部分使再入航天器表面温度急剧升高。总加热量和热流密度峰值与再入航天器的结构形状，再入方式，返回轨迹以及再入航天器的姿态直接有关。囚此如伺精心控制再入轨迹，控制再入航天器姿态，使再入航天器的表面温度和减速过

8、载不超过允许的极限值，使再入航天器无损的降落在预定着陆区之内，这是再入控制的基本任务。再入控制的主要内容:1>脱离运行轨迹的控制;2)建立再入轨迹的控制;3)再入段轨迹控制:两北