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运载火箭摇摆发动机与全箭动力学特性耦合关系研究
作者姓名:杨云飞  陈宇  李家文  潘忠文
作者单位:1.北京航空航天大学宇航学院,北京 100191;2. 北京宇航系统工程研究所,北京 100076; 3. 国防科技大学航天与材料工程学院,长沙 410073
基金项目:收稿日期:20101205; \ 修回日期:20110830
摘    要:针对运载火箭“摆动发动机-伺服回路”负载频率低,可能影响全箭弹性模态稳定性的问题,首先建立了包含“发动机-伺服回路”动力学模型的全箭动力学模型,分析了“发动机-伺服回路”负载频率对伺服机构传递函数和控制系统开环传递函数特性的影响,指出了“发动机-伺服回路”负载频率与箭体弹性模态之间的动力学耦合关系,给出了保证弹性模态稳定的谐振频率判据,最后计算了保证全箭弹性模态稳定的负载频率边界值,并通过仿真算例验证了结果的正确性。研究结果表明,“发动机-伺服回路”局部的负载频率通过惯性负载力矩作用与全箭弹性模态形成耦合,当负载频率位于上、下边界值范围之内时就会导致某些弹性模态不稳定,因此在实际工程中应对负载频率进行限制,以保证运载火箭的飞行安全。


关 键 词:摆动发动机  姿态控制  伺服机构  谐振频率  
收稿时间:2010-12-05
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