载人飞船再入的制导、导航和控制

本文以多用途载人飞船为背景,研究再入的制导、导航与控制的任务、系统组成和工作原理,最后给出一些数字仿真结果。     

运载火箭动力系统故障下制导控制技术研究进展

动力系统故障是导致运载火箭发射任务失败的最常见原因,从动力系统故障建模、自主制导和容错控制方面,系统地阐述了动力系统故障下运载火箭制导控制技术的研究进展,为发展新型制导控制算法提供了思路。建立了推力下降故障和执行机构故障的数学建模,并对比了国内外先进运载火箭的制导控制性能;总结了动力系统故障下自主制导所涉及的轨迹优化和制导算法;在被动、主动容错控制框架内,回顾了典型的故障诊断、控制重构、容错控制和震动抑制方法;同时,概述了人工智能技术在自主制导和容错控制方面的应用;结合“会学习”的运载火箭概念,讨论了人工智能技术在促进运载火箭自主化和智能化方面的发展趋势,对未来智慧火箭的制导控制技术进行了展望。     

小型空天飞行器制导导航与控制系统方案

针对地面垂直发射、可长时间在轨运行和轨道机动、再入稠密大气层并水平着陆在机场跑道上的小型空天飞行器,研究其制导导航与控制系统方案.分析其在轨运行、离轨、再入、末端能量管理、自主进场着陆、地面滑跑等各阶段的制导、导航与控制系统任务需求,根据任务需求提出相应的制导导航与控制系统组成方案,并阐述制导导航与控制系统的工作原理.理论分析结果表明,提出的制导导航与控制系统方案满足飞行器各阶段的任务需求,合理可行.     

长征运载火箭飞行控制技术的发展

介绍了新一代长征运载火箭(LMLVs)的型谱,并从四个方面对运载火箭控制系统的发展进行了综述。制导技术从开环制导发展到迭代制导,并针对大推力直接入轨和终端姿态约束要求,进一步发展了迭代制导算法,入轨精度大幅提升;姿态控制仍以PID技术为基础,采用空间模态和等效摆角的建模方法解决助推飞行段多个舱段发动机联合摇摆问题,结合自抗扰技术(ARDC)进行主动减载控制;自载人航天工程起开展系统性的可靠性设计研究,逐渐形成了以设备冗余、算法容错和系统在线重构等为特点的技术体系,促进了长征火箭控制系统可靠性的整体提升;电子系统从分立的集中式体系架构,发展为集成化的分布式数字控制系统。针对当前飞行控制技术的研究热点,本文最后总结了长征运载火箭在这方面的最新实践与发展趋势。     

软着陆小行星的自主导航与制导

讨论了软着陆小行星的自主导航与制导问题,首先给出了一种使用星上光学相机和激光雷达的自主导航方法,测量探测器相对着陆点的距离与速度;接着提出了一种自主软着陆的制导方案,为了保证垂直软着陆,事先规划了满足约束的理想下降高度与速度轨迹,并设计滑模变结构控制器跟踪理想轨迹,实现在小行星表面垂直软着陆。最后通过数学仿真验证了提出的自主光学导航与制导方法的可行性。     

导弹/火箭制导、导航与控制技术发展与展望

本文对导弹/火箭制导、导航与控制(GNC)技术的发展进行了综述.总结归纳了不同阶段GNC关键技术的突破与跨越,重点对惯性导航、组合导航、摄动制导、闭路制导、迭代制导、频域设计、全数字设计、冗余控制、自适应控制等多项技术进行了总结和应用成果论述.对未来GNC技术的发展进行了思考与展望,并提出了七项关键技术.针对更聪明、更...     

当前航天器制导、导航和控制的几个问题

提出了当前型号和预研中有关航天器制导、导航和控制技术六个方面有待解决的问题：２０００．０星上计算机实时计算轨道的时间系统和坐标系统标准化;星载高精度、高可靠ＧＰＳ实时定轨、定姿组合系统;制导、导航和控制系统的小型化;２１世纪的交会对接技术;第四代航天员舱外活动控制技术;微小智能月球车／火星车控制技术。仅提出了一些非常粗浅的想法,作为抛砖引玉,以期引起决策管理部门的重视。     

航天飞机制导-导航控制

本文根据航天飞机各个飞行阶段的具体条件概述了航天飞机制导-导航控制系统的控制要求。分析了各飞行阶段可能采用的制导-导航控制装置及其分系统,并说明冗余系统数据选取办法。同时,还论述了各种可用的制导-导航控制技术,比较了它们的优缺点。最后,概述了有关航天飞机制导-导航控制系统的可靠性设计问题。     

运载火箭制导系统惯性器件误差补偿方法研究

提供了对运载火箭制导系统惯性器件的各项主要误差在飞行中进行实时补偿的方法,以提高运载火箭将卫星送入轨道的精度。文中以中等精度惯性器件为例,对运载火箭计算其补偿效果。     

基于零脱靶量设计的变结构末制导律

对于三维目标拦截问题,提出了一种新的具有强鲁棒性的末端导引律。该方法将目标的机动加速度视为已知的有界扰动,考虑了导弹自动驾驶仪的动态特性,基于导弹对目标的零脱靶量综合设计了非线性三维变结构鲁棒末制导律。理论分析与数字仿真表明这种制导律不但具有优良的弹道特性,而且对目标机动都具有很强的鲁棒性和适应性,同时方法简单,易于理解,便于工程应用。     

月球卫星GNC系统方案设想

本文介绍中国计划中的第一个绕月探测器的GNC(制导、导航与控制) 系统,简述其任务和性能指标,系统组成,工作模式,以及系统设计中解决的主要 问题。     

运载火箭六自由度仿真原理与实现

给出了运载火箭六自由度运动数学模型,阐述了六自由度数学仿真的一般原理,重点讨论了其工程实现中的关键技术问题,并以某型号为背景进行了制导精度和控制系统稳定性六自由度仿真试验,验证了仿真方案与技术途径的正确性。     

三维非线性变结构寻的制导律

建立了球坐标系内的三维导弹与目标相对运动模型,基于零化导弹与目标的视线角速度设计了非线性三维变结构鲁棒末制导律。该制导律考虑了更一般的拦截情况,不依赖于碰撞线附近线性化的假设,克服了剩余时间的估计误差对制导精度的不利影响。仿真结果表明,该制导律对于目标做复杂的大机动逃逸运动,仍然能够取得较好的脱靶量。     

变结构自适应控制理论在运载火箭姿控系统设计中的应用

针对大型运载火箭姿态控制系统设计的一些具体问题,如弹性振动的抑制、外部干扰的补偿等,探讨了变结构自适应理论在运载火箭姿态控制系统设计中的应用方法及其可行性。对于变结构理论的应用方法,提出了不确定性边界的自适应估值算法和基于简化模型的变结构自适应控制器设计。对设计的姿态控制系统进行了仿真,并与采用古典理论设计的姿态控制系统性能进行了比较。结果表明采用变结构自适应控制理论设计运载火箭控制系统是可行的,与古典方法相比变结构自适应方法设计的姿态控制系统具有较强的鲁棒性和较高的精确度,特别是采用不确定边界自适应估算方法可以大大提高系统的稳定性。     

非线性变结构制导律

为使导弹制导系统具有良好的鲁棒性能和适应性能,本文基于Lyapunov稳定性理论,利用滑模控制来设计导弹的末端导引规律。考虑结构摄动和目标机动加速度的界未知情况下,提出了一种基于零化视线法向速度的具有强鲁棒性的末端导引规律,这种制导律在保证系统闭环稳定的前提下能够在线对结构摄动和目标机动加速度的界进行估计。仿真验证说明所提出的方法是有效的。     

一种用于仿真的智能控制台

仿真控制台在运载火箭姿态控制系统的半实物仿真试验中占有重要的地位。智能控制台的功能、特点、组成和计算机系统的配置,及硬件、软件在文中进行了介绍。     

冗余设计技术在运载火箭飞行控制系统中的应用(一)

冗余容错技术是提高运载火箭飞行控制系统可靠性的重要手段。本文针对飞行控制系统的应用特点 ,对冗余技术在工程应用中需要解决的四个方面的内容 :冗余结构 ,判别准则 ,检测方法和无共因失效设计进行了论述