迭代制导在运载火箭上的应用研究

迭代制导是直接终端制导，是运载火箭路线自适应制导方法的一种。从20世纪60年代末开始，在运载火箭上得到了广泛的应用。它的主要特点是制导精度高、任务适应性强、箭上飞行软件简单、对地面诸元准备要求相对较低。迭代制导基于火箭自适应制导的基本原理：即对于确定的目标轨道，最优飞行程序是瞬时飞行状态和瞬时视加速度的复杂函数，利用简化形式下最优控制求解的必要条件，对火箭末级的关机时间进行迭代，可以得到一套解析制导方程。基于运载火箭的实际飞行情况，建立了迭代制导的工程计算模型，并结合某型号进行大量的实例计算分析，对迭代制导的制导精度、自适应能力等方面进行研究。     

小型固体运载火箭迭代制导方法研究

通过引入“平均引力”的简化假设 ,利用Pontiyagin极小原理推导了一组可自动起步 ,满足 1～ 5个卫星轨道终端条件的迭代制导方程 ,并应用于小型固体运载火箭三级飞行段、滑行段以及入轨段的制导控制     

发射圆轨道卫星运载火箭的制导

圆轨道卫星偏心率的一阶偏导数在入轨点不存在,因此,给我们沿用以往的线性偏导数制导理论造成了困难。经过研究简捷地找到了圆轨道卫星偏心率偏差的毕达哥拉斯公式,解决了发射圆轨道卫星制导问题,并给出了通过调整发动机关机时间和末级飞行程序来达到设计时需要的圆轨道的标准指标公式。     

长征系列运载火箭介绍：长征三号系列（七）

五、制导和控制系统长征三号Ａ火箭的制导与控制系统主要由制导系统和姿态控制系统组成。系统的主要特点是数字化、小型化并可加横向程序角。它在长征火箭系列中首次采用了四轴挠性平台，箭上计算机的性能也大幅度提高。１制导系统制导系统由四轴平台－箭上计算机组成，...     

地空导弹武器系统制导精度计算方法研究

主要介绍了一些与精度计算有关的基础理论知识，如误差分类、误差合成、精度计算常用方法、常用公式等，目的在于理清和说明建立制导精度计算模型的原理和方法，最后简单介绍了如何确定制导控制系统精度计算模型。     

长征四号运载火箭制导,姿控和轨道测量系统

我国新研制的长征四号运载火箭于1988年9月7日进行首发飞行试验,把我国第一颗气象卫星送入离地面900公里的太阳同步轨道。本文介绍该火箭的制导、姿控和轨道测量系统的组成,工作愿理以及飞行试验结果分析。     

长征系列运载火箭介绍：长征三号系列（四）

长征系列运载火箭介绍长征三号系列（四）陈国华五、制导和控制系统长征三号的制导和控制系统由制导系统和姿态控制系统组成。１．制导系统制导系统采用平台－计算机方案，其任务是发出各级关机（起动）指令，并在二、三级飞行期间进行法向、横向导引计算，将结果输往姿态...     

用于卫星运载火箭的最佳Q制导法

研究一种以最佳Q制导为基础的闭合回路控制逻辑.这种制导系统控制卫星运载火箭沿着二维或三维轨道飞行,以将有效载荷送入指定的圆周轨道.改进后的Q制导算法使用所需的最佳速度矢量,使火箭从现有位置经两次推进加速转移到最终轨道上所需要的总冲减少到最小.所需的速度矢量可以看作是,在经过第一次推进加速后火箭在假想的转移轨道上的瞬时速度.针对这种最佳转移轨道,推导出一种简单明了的Q矩阵表达法,并概要论述大周期和小周期制导算法及形成操纵指令的原理.     

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。     

迭代制导情况下姿态控制系统稳定性分析方法研究

为了提高火箭的入轨精度和轨道适应能力,我国在新一代运载火箭末级中采用了迭代制导技术,俯仰、偏航程序角根据火箭运动状态和目标轨道参数实时变化,目前工程设计中仍按照固定程序角方式开展稳定性分析。本文推导出迭代制导程序角与火箭速度、位置之间的线性关系式,在国内首次提出了迭代制导情况下的稳定性分析方法,并以新一代运载火箭为例进行了实例计算,结果表明此分析方法正确、可行,具有一定的参考价值。     

环形激光陀螺仪制导与控制系统已步入空间系统

本文介绍了现有一次使用的运载火箭的制导与控制的途径及概况;环形激光陀螺仪的主要特性;以及最上级激光惯性导航系统。     

弹道导弹显式制导的分析与研究

弹道导弹的制导方法是影响弹道导弹命中精度的关键因素。本文对此进行了深入研究。文章首先分析了影响制导精度和速度的原因。在此基础上，提出了一种基于神经网络的显式制导方法，这种方法利用神经网络进行弹道约束函数的解算，利用微分控制算法进行控制量求解，具有较好的应用价值，文中算例验证了算法的有效性。     

基于概率的运载火箭控制系统设计方法研究

针对传统的控制系统极限偏差设计方法导致运载火箭余量大、总体性能下降的问题,综述了基于概率的控制系统设计方法的国内外研究现状,论述了运载火箭控制系统概率设计的基本思想及设计流程,基于概率密度函数建模理论,建立了通过实际控制指令来控制概率密度函数拟合权值的状态空间,并基于最小二乘方法对状态空间中的参数进行了辨识,进而建立了密度函数成型控制模型,提出了基于最优控制理论的运载火箭控制器设计方法,最后通过仿真验证了理论方法的有效性,为我国运载火箭控制系统的精细化设计提供了理论依据。     

长征三号甲系列运载火箭高适应性发展——从总体与导航制导控制的视角

从总体与导航制导控制的视角,对长征三号甲系列运载火箭发展与成就进行了分析和小结。长征三号甲系列运载火箭,在长征三号运载火箭解决我国发射高轨道卫星有无问题的基础上,历经基本能力、适应能力、高适应能力的发展,具备了高轨道大型卫星运载能力,突破了从单一轨道面到三维空间各种轨道发射、从高轨卫星转移轨道到工作轨道发射、从地球轨道到地月轨道发射以及从航天技术试验到高可靠工程应用发射等关键技术,使我国运载火箭整体能力取得了地球全轨道发射、星际轨道发射等跨越发展。航天重大工程和国际商业发射表明,该系列运载火箭已进入世界高轨道航天器发射的运载火箭前列,并奠定了进一步开拓发展的基础。     

运载火箭时序控制系统"标准型"的研究

时序系统是运载火箭控制系统的重要组成部分,本文在分析了各种时序系统现状的基础上,以某运载火箭为研究对象,提出了时序系统的"标准型"设计.该方案可靠性高,线路简单,易于升级,是一种值得推广的设计.     

可应用于运载火箭上的组合制导方法研究

以惯性导航为基础的组合制导技术，既保持了惯性导航的独立性和抗干扰的特点，又可以提高制导的精度，在航空航天领域得到了广泛应用。组合制导的形式很多，适合于运载火箭的组合制导方法主要有惯性导航 卫星导航组合制导、惯性导航 星光导航组合制导两种基本形式。本文对以上两种组合制导方式的主要技术问题和应用情况进行了综合分析，对组合制导在运载火箭上的应用进行了研究。     

运载火箭控制系统故障诊断专家系统研究

针对运载火箭控制系统和测发控系统的特点,简要介绍了当前故障诊断专家系统的应用现状,分析了诊断方法在航天领域应用的不足,提出了基于测发控流程信息和部件互联知识的专家诊断系统.     

液体火箭上升段制导方法的发展综述

介绍了液体火箭上升段制导方法的发展历程。从飞行任务需求、控制计算理论、箭载计算平台3个角度,梳理了大气层内外上升段制导的开发背景和驱动力。在大气层外制导部分,介绍了迭代制导、动力显式制导和数值最优制导的工作原理、存在问题和改进策略。在大气层内制导部分,介绍了常用的摄动制导方法和降低气动载荷的减载控制策略,讨论了闭环轨迹优化在大气层内制导中的应用。最后,展望了上升段制导方法未来的发展方向,探讨了数值规划和机器学习技术在上升段制导中的应用前景以及制导方法的几个发展方向,如智能化、可靠数值化等。     

运载火箭全捷联惯性/星光复合制导研究

全捷联惯性/星光复合制导是运载火箭空间快速响应发射的重要途径.针对捷联惯性制导系统中初始定位定向误差、初始调平对准误差及惯性器件漂移等3类主要误差因素,建立了运载火箭的数字平台基准偏差模型和导航误差模型,并提出了一种双星修正策略方案.数值仿真分析了各误差因素对捷联惯性导航精度的影响,并进一步验证了该复合制导方案的可行性...     

运载火箭无线修正制导系统的探讨

主要讨论发射卫星用运载火箭制导系统采用无线电制导的情况.世界各国经历了无线电制导——惯性制导——惯性+无线电混合制导的过程,而日本则始终采用无线电制导系统.无线电制导重新采用的主要原因有:适合于发射卫星用运载火箭的工作特性;能发挥软件功能,提高制导精度;能使发射场附近的各种设施联机使用,能有效地综合利用遥控、遥测、外测、控制、通信等信息;地面雷达、计算机可多次使用,箭上设备简单.着重介绍日本的无线电制导技术和应用情况,以及KRR测量系统的弹道计算过程.无线电制导的前提是有效利用软设备的功能.以软设备为中心的惯性+无线电混合修正制导是各种宇航制导工程的基础,将获得越来越广泛的应用.