摘要：针对重复使用运载器(RLV)等类飞行器再入飞行段存在综合干扰问题,提出了一种基于迭代学习干扰观测器的容错控制方法。首先,根据RLV再入段运动、动力学特性及执行机构故障类型,建立带有执行机构故障的RLV面向控制模型;然后设计了一种基于S型函数的迭代学习观测器的容错控制方法,采用迭代学习干扰观测器完成对综合干扰观测并进行补偿,通过李雅普诺夫定理证明基于干扰观测器设计的改进的自适应控制器能够在有限时间收敛稳定;最后以某型RLV再入段为研究对象进行数值仿真。仿真结果表明,所提出的方法在系统中存在加性、乘性故障时,姿态跟踪能够在3 s内收敛,同时姿态稳态误差在0.01°以内。

摘要：针对大型液体运载火箭控制参数设计依赖人工经验,设计过程耗时长,难以得出很好设计结果等问题,提出了一种控制参数智能设计方法。结合稳定裕度指标和截止频率约束,设计了一种分段式目标函数,避免单一稳定裕度值过大、其他稳定裕度很小甚至不稳定的情况。通过分析参数对系统频域特性的影响,将校正网络与控制增益分层优化,提出了一种基于优势更新的改进进化策略方法优化校正网络参数,基于Powell算法优化控制增益。仿真结果表明,提出的目标函数通用性强,提出的改进进化策略收敛速度快、收敛性好,优于其他启发式算法,优化结果优于人工设计结果,具有较高的工程应用价值。

摘要：为提升重复使用运载器(RLV)竞争力精细化设计边界,在融合3颗卫星载荷采集的大气数据基础上,采用大/小尺度扰动分别建模的方法,建立了沿RLV再入飞行轨道的全域参考大气模型,开展了大气密度空间性和季节性(1月、4月、7月和10月)气候变化对跟踪RLV高纬度升力式再入标准轨道的影响分析。结果显示季节性和轨道空间性变化带来的大气密度偏差特性和散布特性,会强烈影响跟踪标准轨道的终端分布特征。这表明引入大气参考模型可以提升RLV性能,降低运行成本。

摘要：针对运载火箭动力学关键参数偏差难以定量化分析的问题,提出了基于混合优化算法的运载火箭动力学天地一致性分析技术。首先针对运载火箭多专业独立设计模式下,动力学模型存在差异、参数偏差取值不同等问题,提出了基于源变量的总体回路集成仿真建模技术,实现了总体回路集成仿真。在此基础上,以包括关机时间、液位高度、飞行速度及姿态角等飞行参数和仿真参数偏差最小为目标,采用一种基于粒子群算法和遗传算法的混合优化算法,对影响飞行轨迹和姿态的关键参数进行了辨识,分析其天地差异性,最后通过仿真验证了所提方法的有效性。

摘要：针对大风区减载控制问题,提出了一种基于攻角反馈的自适应减载控制方法。首先提出一种基于动力学与攻角测量值的滤波估计方法,可有效提高空速攻角和侧滑角测量准确度;而后基于攻角测量信息设计攻角减载控制器,分析攻角减载回路对于姿态稳定性影响;在此基础上补充减载增益自适应调节模块,实现了基于飞行攻角反馈的自适应减载控制。通过六自由度仿真验证了攻角滤波估计准确性和减载控制效果,经验证,在攻角测量信息有偏、噪声显著的条件下通过多源信息融合组合滤波和自适应控制调节可保证系统稳定性,并较好地实现大风区气动载荷控制。

摘要：液体运载火箭起飞段因受到系统偏差形成干扰及地面风干扰影响将产生较大的横向漂移,增加了地面发射支持系统设计难度和复杂性,影响了起飞安全性。介绍了具有工程应用前景的3种起飞漂移量主动控制策略:起飞横向速度位置反馈控制;起飞横向加速度控制;推力矢量角反馈控制。进一步分析了3种策略对姿控稳定性的影响和优劣对比。基于某型运载火箭一级动力学模型开展起飞段动力学仿真,验证了不同控制方法减小起飞横向漂移量的效果。

摘要：随着火箭安装的发动机数量增加和发射频率越来越高,飞行中出现发动机失效故障的风险也越来越高,面向故障的设计是提升运载火箭飞行可靠性的关键措施。围绕助推器发动机失效故障带来的推进剂剩余量不平衡、干扰力矩大等特点,系统性地研究了弹道、姿控、载荷总体优化的故障适应性设计方法,获得了不同关机处置策略对运载能力、结构安全的影响,提出了故障处置原则和建议,对于火箭智能化飞行发展应用具有重要意义。