考虑可重复使用运载器耦合特性的改进标准轨道制导方法

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1、2015年第1期导弹与航天运载技术No.12015总第337期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.337文章编号：1004-7182(2015)01-0008-05DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20150102考虑可重复使用运载器耦合特性的改进标准轨道制导方法胡钰，宋剑爽，洪蓓（北京宇航系统工程研究所，北京，100076）摘要：针对可重复使用运载器再入返回段非线性、高动态、多约束、强耦合的特点，对传统意义上先根据飞行任务给定攻角变化曲线，再采用跟踪技术通过调整倾侧角进行轨迹跟踪的标准轨道制导方法进行完

2、善，在考虑三通道耦合及实际飞行能力的情况下，通过引入攻角保持回路，改善倾侧角变化对实际攻角的影响。仿真结果表明，实际攻角能够很好保持在给定攻角附近，跟踪误差小于1°，从而保证再入制导精度，实现对标准轨道的稳定跟踪，使传统的单控制变量制导方法具有更广泛的适用性。关键词：可重复使用运载器；再入制导；攻角保持；轨迹线性化中图分类号：V448.235文献标识码：AEntryGuidanceforReusableLaunchVehicleBasedonCouplingCharacteristicHuYu,SongJian-shuang,HongBei(Beiji

3、ngInstituteofAerospaceSystemsEngineering,Beijing,100076)Abstract:Anadvancedmethodologyforentryguidancewithsinglecontrolvariableisdevelopedbasedonthecharacteristicsofthenonlinearity,highdynamics,multipleconstraintsandstrongcouplingofreentryvehicle,whichisabletoovercomethedisadvan

4、tagesofexistingguidancelaw–firstdefinetheangleofattackprofilefortrajectoryplanning,thenmodifytheangleofbankfortrajectorytracking.Theapproachadoptsanangleofattacktrackinglooptoreduceinfluenceofthebankvariationontheangleofattackinconsiderationofthecouplingamongthreechannelsandthea

5、ctualflightcapacity.Numericalsimulationresultsshowthattheactualangleofattackcantrackthedesiredinputsperfectly,withthetrackingerrorlessthan1°,soastoimprovetheguidanceaccuracyandexpandtheapplicationoftraditionalguidancewithsinglecontrolvariable.KeyWords:Reusablelaunchvehicle;Entry

6、guidance;Angleofattacktracking;Trajectorylinearization0引言调整不会对预先给定的攻角产生大的影响。但是，由再入制导技术是保证可重复使用运载器（Reusable于RLV再入飞行过程中特殊的飞行模式，加上要跨越LaunchVehicle，RLV）安全飞行的关键技术。再入制超宽的空域，空气密度和速度变化很大，飞行器动力导方法一般可以分为两大类：标准轨道法和预测制导学特性变化很大，通道间的耦合作用更加严重，尤其[1]法。其中标准轨道法作为最基本的制导方法已较为成在倾侧角发生反向的时候，三通道之间的强烈交联耦

7、熟，被成功应用于航天飞机等再入制导中。传统的标合必然会引起攻角的大幅度改变，而在再入走廊中规[1~3]准轨道法大多采用单控制变量法，即根据飞行任务划的标准轨道，是预先给定攻角曲线条件下的最优再预先给定攻角随速度的变化曲线，然后在再入走廊中入轨迹，这就使得实际飞行轨迹很难准确跟踪预先给规划最优再入轨迹作为标准轨道，飞行过程中通过调定的标准轨道。[4]整倾侧角，完成对标准轨道的跟踪。为了保证实际飞行轨迹准确跟踪预先给定的标准这种传统的单控制变量制导方法建立在一个重要轨道，本文根据RLV再入制导的特点，在传统制导方的基本假设基础上，即在实际飞行过程中，倾侧角

8、的法的基础上引入攻角保持回路，保证在实际飞行过程收稿日期：2013-10-21；修回日期：20