上面级-返回舱分离在线辨识技术研究与实践

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1、第23卷第5期载人航天Vol.23No.52017年10月MannedSpaceflightOct.2017上面级-返回舱分离在线辨识技术研究与实践张利宾，刘欣，顾伟军，郭源，焉彬，王传魁（北京宇航系统工程研究所，北京100076）摘要：对多用途飞船返回舱与上面级未正常分离而造成的落区安全问题，提出上面级与返回舱分离与否的在线辨识方案。首先介绍了在线辨识基本原理，随后给出了基于姿态控制发动机连续推力激励的在线辨识算法，最后进行了数学仿真和飞行试验。在线辨识得到的角速度增量比值（K＝2.895642）与数学仿真结果（K＝2.853954）相符，说明返回舱正常分离，

2、表明在线辨识技术自主、可靠、有效，可为搜索返回舱以及上面级进行第四次点火提供可信依据。关键词：上面级；姿态控制；在线辨识；飞行试验结果中图分类号：V448.22文献标识码：A文章编号：1674-5825（2017）05-0641-04ResearchandApplicationofOn-lineIdentificationinUpperStageandReentryCapsuleSeparationZHANGLibin，LIUXin，GUWeijun，GUOYuan，YANBin，WANGChuankui（BeijingInstituteofAerospaceS

3、ystemsEngineering，Beijing100076，China）Abstract：Ifthe2nd-generationreentrycapsulecouldn＇tbeseparatedfromtheupperstage，thelandingareawouldmoveeastwardandthesafetyofthelandingwouldnotbeguaranteed.Thereforeanon-lineidentificationmethodfordiagnosingseparationwaspresented.Asanelementarykno

4、wl-edge，thebasictheoryoftheon-lineidentificationfromattitudedynamicsequationwasintroduced.Thenanon-lineidentificationalgorithmwiththeattitudecontrolthrusterworkingcontinuouslywasresearched.Theflighttestresult（K＝2.895642）wasconsistentwiththemathematicalsimulationresult（K＝2.853954）.The

5、resultindicatedthattheon-lineidentificationmethodwasreliableandefficient.Furthermore，itcouldprovideareliablebasisfortheradarsearchingofthecapsuleandthefourthburningoftheupperstage＇smainengine.Keywords：upperstage；attitudecontrol；on-lineidentification；flighttestresults后，上面级在近地点进行第二次变轨圆

6、化轨道，开1引言展在轨加注验证、分离天鸽飞行器1、2；至第13远征一号甲上面级与载荷组合体搭载长征七圈时，上面级在近圆轨道合适位置进行第三次变号运载火箭于2016年6月25日20点在海南文轨制动，进入再入返回轨道，在满足返回舱再入要昌发射场发射升空。组合体由上面级、多用途飞求时分离返回舱；之后上面级进行第四、五、六、船返回舱、空间碎片主动清理飞行器、天鸽飞行七、八次变轨，接近长征七号火箭二级箭体；此后器、在轨加注试验装置、翱翔之星共6类、7项载进行第九次变轨制动，再入大气层烧毁。荷组成。以上面级为演示验证平台，开展多项技由于上面级无法获得返回舱分离的机电信术验证

7、。上面级与基础级分离后，上面级分离空号，不能准确获知返回舱是否分离。若返回舱未间碎片清理飞行器及其支架，然后上面级在远地正常分离，则上面级第4次主发动机工作后不能点进行第一次变轨后分离翱翔之星；经多圈滑行重返轨道，会造成落区向东偏离预定着陆场，存在收稿日期：2017-02-27；修回日期：2017-08-02第一作者：张利宾，男，博士，高级工程师，研究方向为航天器姿态控制。E-mail：zhanglibin1981＠126.com642载人航天第23卷落区无法控制的风险；而返回舱进入大气后也无斜、安装角偏差，同时不需要在轨辨识转动惯量，法烧毁，落区向东偏离后进入

8、城镇和人口密集区仅是由分