天基再入飛行器全程機(jī)動(dòng)制導(dǎo)方法研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號(hào)：V448.2學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號(hào)：629密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文天基再入飛行器全程機(jī)動(dòng)制導(dǎo)方法研究碩士研究生：唐軍剛導(dǎo)師：崔乃剛教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：飛行器設(shè)計(jì)所在單位：航天工程系答辯日期：2012年12月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文.I.摘要摘要天基再入飛行器具有響應(yīng)速度快、機(jī)動(dòng)范圍大、突防能力強(qiáng)、打擊精度高等特點(diǎn)，能夠從太空再入返回著陸，或者對(duì)敵方重要地面目標(biāo)

2、實(shí)施精確打擊。天基再入飛行器的飛行過程歷經(jīng)離軌段（包括制動(dòng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作的制動(dòng)段和無動(dòng)力滑翔飛行段）與再入打擊段（包括再入段、末制導(dǎo)段和有效載荷打擊段）。本文重點(diǎn)研究了具有對(duì)地打擊能力的再入飛行器的全程機(jī)動(dòng)制導(dǎo)問題。在軌運(yùn)行的天基再入飛行器首先需借助制動(dòng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)脫離原運(yùn)行軌道并到達(dá)合適的再入點(diǎn)。針對(duì)飛行器的有限推力離軌制導(dǎo)問題，本文研究了一種按制動(dòng)速度關(guān)機(jī)的閉環(huán)實(shí)時(shí)制導(dǎo)方法。首先給出了采用普適變量求解高斯問題的具體算法和飛行器在當(dāng)前狀

3、態(tài)下為滿足再入條件所需的速度增量的牛頓迭代算法。基于上述理論，得到了按制動(dòng)速度關(guān)機(jī)的有限推力離軌制導(dǎo)的具體算法流程，并給出了兩種考慮攝動(dòng)的修正制導(dǎo)方案。飛行器在再入飛行過程中，面臨著嚴(yán)峻的熱流、動(dòng)壓、過載以及測控和突防等問題，為確保作戰(zhàn)任務(wù)的順利完成，再入段制導(dǎo)至關(guān)重要。本文基于阻力加速度能量剖面設(shè)計(jì)了一種新的自主再入制導(dǎo)方法，此方法能夠很好地滿足所有約束要求，并具有較高的精度和適應(yīng)性；同時(shí)給出了避開禁飛區(qū)和經(jīng)過中途點(diǎn)的制導(dǎo)策略，提高了

4、飛行器的機(jī)動(dòng)突防制導(dǎo)能力。為了獲得最佳的毀傷效果，往往希望有效載荷能夠以接近垂直下落的姿態(tài)命中目標(biāo)。本文研究了考慮彈道傾角約束的下壓段軌跡規(guī)劃技術(shù)，給出了一種帶攻擊角度約束的自適應(yīng)末制導(dǎo)律，仿真結(jié)果表明其不僅具有較高的制導(dǎo)精度，而且能夠較好的滿足釋放分離點(diǎn)對(duì)彈道傾角、拋撒高度的約束要求。通過對(duì)有限推力離軌制導(dǎo)技術(shù)、考慮禁飛區(qū)和中途點(diǎn)的再入制導(dǎo)以及帶落角約束的末制導(dǎo)技術(shù)的研究，本文給出了天基再入飛行器的全程機(jī)動(dòng)制導(dǎo)方案，在天基再入飛行器總