学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

天基再入飞行器全程机动制导方法研究

作　者: 唐军刚
导　师: 崔乃刚
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 飞行器设计
关键词: 天基再入飞行器 离轨制导 再入制导 末制导
分类号: V448.23
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 112次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


天基再入飞行器具有响应速度快、机动范围大、突防能力强、打击精度高等特点，能够从太空再入返回着陆，或者对敌方重要地面目标实施精确打击。天基再入飞行器的飞行过程历经离轨段（包括制动火箭发动机工作的制动段和无动力滑翔飞行段）与再入打击段（包括再入段、末制导段和有效载荷打击段）。本文重点研究了具有对地打击能力的再入飞行器的全程机动制导问题。在轨运行的天基再入飞行器首先需借助制动火箭发动机脱离原运行轨道并到达合适的再入点。针对飞行器的有限推力离轨制导问题，本文研究了一种按制动速度关机的闭环实时制导方法。首先给出了采用普适变量求解高斯问题的具体算法和飞行器在当前状态下为满足再入条件所需的速度增量的牛顿迭代算法。基于上述理论，得到了按制动速度关机的有限推力离轨制导的具体算法流程，并给出了两种考虑摄动的修正制导方案。飞行器在再入飞行过程中，面临着严峻的热流、动压、过载以及测控和突防等问题，为确保作战任务的顺利完成，再入段制导至关重要。本文基于阻力加速度-能量剖面设计了一种新的自主再入制导方法，此方法能够很好地满足所有约束要求，并具有较高的精度和适应性；同时给出了避开禁飞区和经过中途点的制导策略，提高了飞行器的机动突防制导能力。为了获得最佳的毁伤效果，往往希望有效载荷能够以接近垂直下落的姿态命中目标。本文研究了考虑弹道倾角约束的下压段轨迹规划技术，给出了一种带攻击角度约束的自适应末制导律，仿真结果表明其不仅具有较高的制导精度，而且能够较好的满足释放分离点对弹道倾角、抛撒高度的约束要求。通过对有限推力离轨制导技术、考虑禁飞区和中途点的再入制导以及带落角约束的末制导技术的研究，本文给出了天基再入飞行器的全程机动制导方案，在天基再入飞行器总体方案的确定及关键技术的研发方面具有一定的参考价值。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章 绪论  8-22
  1.1 研究背景及意义  8-10
    1.1.1 研究背景  8-10
    1.1.2 研究的理论和实践意义  10
  1.2 相关领域的研究进展  10-18
    1.2.1 天基再入飞行器的发展概况  10-14
    1.2.2 轨道规划与制导技术研究综述  14-18
  1.3 论文研究对象  18-21
  1.4 论文研究内容  21-22
第2章 天基再入飞行器动力学模型  22-32
  2.1 坐标系定义和转化  22-24
  2.2 完整模型的建立  24-31
    2.2.1 相对地球的速度在位置坐标系上的表示  25-26
    2.2.2 推力在位置坐标系上的表示  26-27
    2.2.3 空气动力在位置坐标系上的表示  27-28
    2.2.4 引力在位置坐标系上的表示  28
    2.2.5 哥氏惯性力  28-29
    2.2.6 运动模型  29-31
  2.3 本章小结  31-32
第3章 天基再入飞行器有限推力离轨制导方法研究  32-45
  3.1 引言  32
  3.2 问题的描述  32-33
  3.3 圆锥曲线递推算法  33-37
  3.4 需求速度求解算法  37-38
  3.5 离轨段数学模型  38
  3.6 按制动速度关机的制导方案  38-39
  3.7 考虑摄动的制导方案  39-41
    3.7.1 考虑J2 项摄动的迭代修正方案  39-40
    3.7.2 基于虚拟再入条件的修正方案  40-41
  3.8 离轨制导仿真及结果分析  41-44
  3.9 本章小结  44-45
第4章 考虑区域约束的再入段制导方法研究  45-63
  4.1 引言  45
  4.2 三维自主再入制导方法  45-55
    4.2.1 再入段弹道建模  45-49
    4.2.2 再入走廊的确定  49-50
    4.2.3 轨迹规划  50-54
    4.2.4 轨迹跟踪  54-55
  4.3 考虑区域约束的制导策略  55-62
    4.3.1 考虑中途点的制导策略  55-56
    4.3.2 考虑禁飞区的制导策略  56
    4.3.3 仿真分析  56-62
  4.4 本章小结  62-63
第5章 末制导段制导方法研究  63-73
  5.1 引言  63
  5.2 下压段轨迹规划方法  63-68
    5.2.1 相对运动数学模型  63-64
    5.2.2 飞行器在目标点固连坐标系上的表示  64-66
    5.2.3 自适应末制导算法  66-68
  5.3 下压段轨迹规划仿真分析  68-72
  5.4 本章小结  72-73
结论  73-74
参考文献  74-78
攻读硕士学位期间所发表的学术论文  78-80
致谢  80

相似论文

  1. 深空撞击探测末制导律的设计与分析,V448.2
  2. 可重复使用飞行器再入制导方法研究,V448.235
  3. 升力式再入飞行器再入制导与末端能量管理研究,V448.2
  4. 基于多点估计的比例导引法的改进,TJ765
  5. 激光末制导炮弹作战效能分析及应用研究,TJ413
  6. 简控灵巧子弹控制技术研究与射击效能分析,TJ413.3
  7. 红外地面目标的检测、识别与跟踪技术研究及实现,TP391.41
  8. 激光目标指示器测试技术研究,TN249
  9. 某末制导雷达地面测试设备研制,TN959.2
  10. 光电成像末制导目标初始化与跟踪,TP391.41
  11. 高超声速滑翔式再入飞行器轨迹优化与制导方法研究,V448.2
  12. 基于有限时间范数的末制导系统性能分析,V448.2
  13. 末制导段导引控制方法研究,TJ765.3
  14. 直/气复合导弹控制与制导方法研究,TJ765
  15. TBM拦截器制导与控制若干问题研究,TJ765
  16. 直/气复合控制导弹制导控制问题研究,TJ765
  17. 末制导雷达扩展目标检测方法研究,TN959.21
  18. 成像末制导目标检测与跟踪技术研究,TN976
  19. 拦截机动目标末制导技术研究,TJ765.3
  20. 捷联平台成像末制导关键技术研究,TJ765.3

中图分类: > 航空、航天 > 航天（宇宙航行） > 航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制 > 制导与控制 > 航天器制导与控制 > 制导
© 2012 www.xueweilunwen.com