[發明專利]一種基于傾側角可用性的再入走廊最優規劃方法有效
| 申請號: | 201410791050.6 | 申請日: | 2014-12-18 |
| 公開(公告)號: | CN104648695A | 公開(公告)日: | 2015-05-27 |
| 發明(設計)人: | 楊鳴;張釗;董文強;王勇;張維瑾;張國峰;魏高樂;楊俊春;于丹 | 申請(專利權)人: | 北京控制工程研究所 |
| 主分類號: | B64G1/24 | 分類號: | B64G1/24 |
| 代理公司: | 中國航天科技專利中心 11009 | 代理人: | 安麗 |
| 地址: | 100080 *** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 基于 傾側 可用性 再入 走廊 最優 規劃 方法 | ||
1.一種基于傾側角可用性的再入走廊最優規劃方法,其特征在于步驟如下:
(1)確定初始再入角在高能量再入時的取值范圍,所述初始再入角在高能量再入時取值范圍為:-4°~-7°,所述高能量再入指初始再入速度大于9km/s;
(2)確定傾側角區域;
(3)在步驟(2)中確定的傾側角允許區域內選擇傾側角剖面,即建立傾側角與時間或者單位能量的函數關系,所述函數形式包括常值、分段常值、線性-常值;
(4)選擇飛行器到達終端時所需的縱向航程、橫向航程區間,所述飛行器到達終端時的縱向航程區間包含待考核的縱向航程區間,飛行器到達終端時的橫向航程區間包含待考核的橫向航程區間,以固定間隔將縱向航程區間劃分為n個區域,以固定間隔將橫向航程區間劃分為m個區間,形成n×m個終端區間,所述固定間隔大于等于預先設定的終端縱向精度和橫向精度,所述終端是指飛行器到達某一預設高度時的狀態或者飛行器的速度低于某一預設值時的狀態;
(5)以固定間隔將步驟(1)中確定的初始再入角取值范圍劃分為t個輸入區間,所述固定間隔小于等于0.2°;
(6)從步驟(5)中的t個輸入區間中的任一輸入區間中選取一個數值作為初始再入角,以步驟(4)n×m個終端約束區間中的每一個區間作為一個目標,使用六自由度再入動力學和簡易制導方法對飛行器的終端狀態進行仿真確認,得到飛行器在飛行過程中的軸向過載,進一步獲得飛行器到達每一個終端時距離目標中心點的縱向航程偏差和橫向航程偏差,進入步驟(7);
(7)若步驟(6)中獲得的縱向航程偏差或橫向航程偏差超過預先設定的閾值,或者再入過程中飛行器的軸向過載超過預先設定的閾值,則標記當前終端區域為不可達;否則標記當前區域可達;
(8)重復步驟(6)~步驟(7),直至遍歷步驟(5)中的t個區間,完成所有初始再入角輸入區間和所有終端區間的考核;
(9)根據步驟(8)得到的考核結果,得到各個初始再入角對應的縱程區間可達數據和橫程區間可達數據,將滿足預先設定閾值的縱程區間可達數據和橫程區間可達數據對應的初始再入角區間作為初始再入走廊;
(10)在六自由度再入動力學中增加組合的攝動偏差,重復步驟(6)~步驟(9),更新再入走廊,并得到機動性評估結果;所述攝動包括阻力系數Cd、升阻比Cl和大氣密度ρ;
(11)對步驟(10)確定的再入走廊,以固定間隔將再入走廊中的初始再入角區間共劃分為p個考核區間,對每一個考核區間選取一個初始再入角,并對選取的每一個初始再入角,針對不同的攝動源,分別計算縱向航程、橫向航程和軸向過載峰值各自對攝動的敏感度,得到表格形式的統計數據;
(12)對步驟(11)獲得的結果進行統計,利用加權統計的方法對步驟(11)確定的每一個初始再入角進行評估,得到評估結果,將評估結果最小的初始再入角作為軌道控制瞄準再入角,對飛行器軌道進行控制。
2.根據權利要求1中的一種基于傾側角可用性的再入走廊最優規劃方法,其特征在于:所述步驟(2)中的確定傾側角區域,具體為:
所述傾側角不得在0±N°、180±N°、90±N°和-90±N°范圍內選取,所述N的取值范圍為:10~20。
3.根據權利要求1中的一種基于傾側角可用性的再入走廊最優規劃方法,其特征在于:所述步驟(11)中的敏感度由公式:
給出,其中為縱向航程對攝動的敏感度,R′L為動力學增加攝動后得到的縱向航程,RL為未添加攝動的縱向航程,Δx為攝動幅值;為縱向航程對攝動的敏感度,Z′L為動力學增加攝動后得到的橫向航程,ZL為未添加攝動的橫向航程;為縱向航程對攝動的敏感度,g′peak為動力學增加攝動后得到的軸向過載峰值,gpeak為未添加攝動的軸向過載峰值。
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