贾晨辉 骆无意 柳嘉润 吕新广 李新明 巩庆海 张 隽

北京航天自动控制研究所，宇航智能控制技术国家级重点实验室，北京 100854

0 引言

可重复使用运载火箭是近年来新兴的一项航天飞行控制技术。美国当地时间2015年12月21日晚，特斯拉公司创始人埃隆·马斯克创办的太空探索技术公司(以下简称SpaceX)发射的“猎鹰9”火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角成功实现第一节火箭软着陆，从而开创了火箭从太空直接垂直回收的历史[1]。近年来，火箭的垂直回收技术受到了国内外多个高校、研究机构的广泛关注，该技术不仅极大降低了火箭的发射成本，使火箭具备了可重复使用的能力，而且可以使火箭带回更多的飞行数据供研究人员参考、分析，为提升后续火箭的各项性能提供数据基础。

“孔雀”系列飞行器为一款可重复使用的垂直起降技术验证平台，可用于验证运载火箭垂直回收、非程序制导及智能飞行控制等各项关键技术[2]。。该飞行器目前已服役3年，参加了多次飞行验证试验，实现了多项关键技术的突破。

为支持航空航天飞行器的飞行控制研究，各研究机构建立了多种飞行器的数学模型供航空航天研究人员或爱好者进行控制仿真研究。如NASA公布了F-18 HARV战斗机数学模型[3]，以及一些学者公布了一系列超音速飞行器的数学模型[4-5]等。但由于运载火箭垂直回收技术研究刚刚起步，目前鲜有对外发布的可重复使用运载火箭数学模型供航天工作者进行运载火箭垂直回收等技术的控制仿真分析与研究工作。……