可重復(fù)使用運(yùn)載器上升段控制器設(shè)計(jì).pdf

1、隨著航天技術(shù)的發(fā)展，為了滿足民用和軍事上的要求，提出了很多新型航天器的構(gòu)想，其中可重復(fù)使用運(yùn)載器便是其中的一種。可重復(fù)使用運(yùn)載器從地面起飛，達(dá)到一定飛行速度和高度時(shí)，發(fā)射有效載荷，可重復(fù)使用運(yùn)載器返回地面。使用可重復(fù)使用運(yùn)載器進(jìn)行發(fā)射，不受發(fā)射地點(diǎn)的限制，并且由于可重復(fù)使用飛行器使用組合循環(huán)推進(jìn)系統(tǒng)，可以大大降低發(fā)射成本。由于可重復(fù)使用運(yùn)載器具有非線性強(qiáng)耦合的特點(diǎn)，并且飛行包線大，所以對控制器提出了很多特殊的要求。
　　對可重復(fù)使

2、用運(yùn)載器進(jìn)行六自由度建模，參考美國蘭利實(shí)驗(yàn)室提出的winged-cone模型，通過插值獲得氣動參數(shù)，對其氣動特性進(jìn)行分析。通過對氣動特性的分析發(fā)現(xiàn)，隨著速度和高度的增加，可重復(fù)使用飛行器的氣動舵面效率降低，所以將采用RCS反作用推力系統(tǒng)和氣動舵面復(fù)合控制。
　　對可重復(fù)使用運(yùn)載器采用動態(tài)逆方法進(jìn)行精確線性化，得到偽線性系統(tǒng)，解決其非線性問題，進(jìn)行氣動舵面的控制器設(shè)計(jì)。通過仿真對控制器的動態(tài)性能進(jìn)行分析。
　　對RCS反作用推

3、力系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)。對反作用推力系統(tǒng)進(jìn)行建模，設(shè)置延遲以及死區(qū)大小。進(jìn)行脈寬調(diào)制，將連續(xù)信號轉(zhuǎn)化為離散開關(guān)信號。通過復(fù)合控制邏輯，分配控制力矩信號，實(shí)現(xiàn)反作用推力系統(tǒng)和氣動舵面的復(fù)合控制。
　　在整個(gè)飛行包線內(nèi)采用增益預(yù)置方法進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)。通過動壓和速度選擇設(shè)計(jì)工作點(diǎn)，在工作點(diǎn)進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)，得到控制器參數(shù)，通過插值求得非工作點(diǎn)的控制器參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)上升段的控制器設(shè)計(jì)。通過仿真驗(yàn)證控制器的動態(tài)性能，同時(shí)利用蒙特卡洛方法，對控制