横程动态约束的预测-校正再入制导方法
2020-05-21石国祥
宇航学报 2020年4期
张 科,石国祥,2,王 佩
(1. 西北工业大学航天学院,西安 710072; 2. 空间电子信息技术研究院,西安 710100)
0 引 言
随着航天技术的发展,人类对太空的开发和利用日渐增多,能够往返于地面与太空之间的大升阻比高超声速飞行器成为未来航天器发展的重要方向。对于整个飞行过程而言再入段是非常关键的阶段,由于再入飞行时间长、位置和速度变化范围大、再入环境不确定性强等因素影响,给再入制导带来较大的困难和挑战[1]。
再入制导方法通常分为标准轨道制导法和预测-校正制导法两类。标准轨道制导法是依照飞行任务事先设计好标准再入轨道,制导系统根据飞行器实际再入轨迹与标准轨道的偏差计算飞行控制量,控制飞行器按照标准轨道飞行[2-3]。其优点是对制导系统的在线计算能力要求较低,再入走廊约束在轨道设计之初便可充分考虑,但当实际轨迹偏离标准轨道过大时,制导性能会大幅下降,且对不同的再入飞行任务需要设计不同的标准轨道。预测-校正制导法不依赖标准轨道,而是以期望的终端状态为目标,再入时不断以实际飞行情况预测终端状态,根据预测值与期望值的偏差生成制导指令[4]。该制导法对再入初始条件散布、再入任务不确定等影响具有很强的鲁棒性,可以达到比标准轨道制导法更高的落点精度。
预测-校正制导法将纵向制导与侧向制导分开处理。纵向制导通过运动方程预测飞行航程,利用迭代算法确定满足航程要求的倾侧角幅值函数。……
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