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：针对重复使用运载器(RLV)再入段的姿态控制问题,设计一种具有自主学习干扰观测器(SLDO)的滑模控制器。基于奇异摄动理论及时标分离原则,将RLV的姿态动力学方程划分为外环和内环子系统。根据RLV再入段模型不确定性和外部干扰均随时间变化、不可忽略且无法预知边界等特点,结合2型模糊神经结构、误差反馈学习架构以及滑模控制(SMC)理论,提出一种新型在线自主学习干扰观测器。设计基于SLDO驱动的多元超螺旋滑模控制器,完成对再入段姿态的跟踪。最后,针对6自由度RLV模型进行了仿真分析,仿真结果证明了控制方法的有效性以及鲁棒性。

摘要：针对重复使用运载器(RLV)等类飞行器存在外界干扰和执行机构故障等情况,提出一种基于姿态跟踪容错控制方法。在正常的运行模式下,姿态跟踪控制采用连续四元数反馈控制器。当系统中出现故障时,飞行器姿态将偏离参考轨迹,此时触发控制系统中滑动模态反应,使系统具有鲁棒性。通过选取适当李雅普诺夫函数,证明了所提出的控制律在存在故障的情况下是渐近稳定的。针对由于传感器干扰滑模面非零而导致的增益渐增,以及控制器性能下降问题,设计了一种具有自适应参数的自适应滑模控制律,使增益能够收敛到合理上界。最后,选取重复使用运载器再入段为对象进行仿真验证。仿真结果表明,采用有自适应滑模参数的控制系统,四元数跟踪误差能够达到10^-4量级。

摘要：为进一步提高航天运载器故障下飞行的可靠性,提出了适用于多级入轨运载器故障的自主任务规划策略。基于混合最优控制进行飞行任务规划建模,以此为基础进行中止逻辑系统和快速轨道重构/生成框架设计,在统一的框架下综合分析评估助推级及上面级的任务中止能力并进行最优轨道重构。通过发动机节流阀故障下飞行仿真表明,该方法可以在中止能力评估的基础上进行最优轨道重构,最大限度保障飞行器的任务完成能力。所提出的方法可以拓展应用于多级运载器的总体方案设计阶段,分析不同总体设计参数对运载器中止能力的影响,从而选择确定最优参数。

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：针对导航卫星中轨道(MEO)轨道提出一种上面级发射MEO轨道直接入轨设计方案,建立轨道动力学方程和轨道迭代计算模型。为优化轨道设计,将更多有效载荷送入轨道,从分析影响轨道运载能力的因素出发,应用成熟优化算法——自适应遗传算法,建立上面级发射MEO轨道优化模型,采用数值仿真方法验证设计结果和优化方法的有效性。结果表明发射轨道优化设计对运载能力有一定的提升效果,实现了最优化设计。