运载火箭姿态控制稳定性多速率陀螺组合策略
发布时间：2021-04-19 03:50
针对运载火箭飞行姿态控制中采用多速率陀螺组合代替单速率陀螺的问题,提出了任意数量速率陀螺组合的斜率计算方法,方法适用于大型运载火箭一级飞行速率陀螺组合姿态控制方式。推导了组合斜率不确定度的计算公式,并将不确定度纳入组合系数矩阵的计算当中,从而给出了一套工程实用的多速率陀螺组合姿态控制弹性稳定性策略。利用工程实例说明了组合速率陀螺较单个陀螺的优势。多速率陀螺的使用降低了对全箭模态试验振型斜率选位和斜率测量精度的要求,可为未来运载火箭不开展全箭试验提供支撑。
【文章来源】：宇航学报. 2020,41(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
火箭姿态控制系统原理图
表1 试验测量的三个陀螺位置斜率值Table 1 The mode shape slope in three rate gyroscopes under test 飞行秒状态 一阶斜率 二阶斜率 三阶斜率 陀螺1 陀螺2 陀螺3 陀螺1 陀螺2 陀螺3 陀螺1 陀螺2 陀螺3 0 s -0.0569 -0.0678 0.0470 0.0236 -0.0435 -0.0140 0.0571 0.0432 0.4255 35 s -0.0592 -0.0764 0.0586 0.0210 -0.0408 -0.0113 -0.0066 0.1176 0.3511 58 s -0.0538 -0.0374 0.0593 0.0238 -0.0413 -0.0109 0.0336 0.1344 0.2272 100 s -0.0375 -0.0752 0.0555 0.0269 -0.0319 -0.0221 -0.0722 0.1299 0.0801 121 s -0.0241 -0.0654 0.0344 0.0342 0.0244 -0.0858 0.0042 0.1564 0.1167 140 s -0.0284 -0.0764 0.0547 0.0553 0.0429 -0.1531 0.0281 0.2270 0.1207表2 单陀螺与组合陀螺斜率对比Table 2 Comparison of mode shape slope between single rate gyroscope and multiple rate gyroscopes grouping 飞行秒状态 一阶 二阶 三阶 单陀螺 2组合 3组合 单陀螺 2组合 3组合 单陀螺 2组合 3组合 0 s -0.0569 -0.0646 -0.0760 0.0236 -0.0236 0.0000 0.0571 0.0473 0.0000 35 s -0.0592 -0.0610 -0.0805 0.0210 0.0144 0.0000 -0.0066 0.0066 0.0000 58 s -0.0538 -0.0538 -0.1004 0.0238 0.0238 0.0000 0.0336 0.0336 0.0000 100 s -0.0375 -0.0518 -0.0129 0.0269 0.0046 0.0034 -0.0722 0.0046 0.0034 121 s -0.0241 -0.0241 -0.0198 0.0342 0.0342 0.0287 0.0042 0.0042 0.0042 140 s -0.0284 -0.0284 -0.0192 0.0553 0.0553 0.0375 0.0281 0.0281 0.0281
【参考文献】：
期刊论文
[1]运载火箭姿态控制技术的发展趋势和展望[J]. 张卫东,刘玉玺,刘汉兵,丁秀峰,张开宝. 航天控制. 2017(03)
[2]液体多模态晃动充液航天器姿态机动复合控制[J]. 宋晓娟,岳宝增,闫玉龙,邓明乐. 宇航学报. 2015(07)
[3]大型捆绑火箭姿态动力学模型研究[J]. 杨云飞,李家文,陈宇,程堂明,赵育善. 中国科学（E辑:技术科学）. 2009(03)
[4]运载火箭模态试验仿真技术研究新进展[J]. 邱吉宝,王建民. 宇航学报. 2007(03)
[5]冗余设计技术在运载火箭飞行控制系统中的应用(二)[J]. 孙凝生. 航天控制. 2003(02)
[6]运载火箭姿态控制系统冗余方案分析研究[J]. 孙培磊. 导弹与航天运载技术. 2001(06)
[7]大型运载火箭动力学关键技术及其进展综述[J]. 王毅,朱礼文,王明宇,黄冬梅,潘忠文,谭志勇,黄卫瑜,吴素春,王建民,贾文成. 导弹与航天运载技术. 2000(01)
[8]大型捆绑运载火箭姿态控制系统[J]. 杨德生. 航天控制. 1991(01)
[9]长征四号运载火箭制导、姿控和轨道测量系统[J]. 徐信华,邵载民,陈百初,郭放. 宇航学报. 1989(04)
[10]弹性飞行器的传感器位置设计[J]. 袁建平,陈士橹. 宇航学报. 1987(01)
本文编号：3146774
【文章来源】：宇航学报. 2020,41(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
火箭姿态控制系统原理图
表1 试验测量的三个陀螺位置斜率值Table 1 The mode shape slope in three rate gyroscopes under test 飞行秒状态 一阶斜率 二阶斜率 三阶斜率 陀螺1 陀螺2 陀螺3 陀螺1 陀螺2 陀螺3 陀螺1 陀螺2 陀螺3 0 s -0.0569 -0.0678 0.0470 0.0236 -0.0435 -0.0140 0.0571 0.0432 0.4255 35 s -0.0592 -0.0764 0.0586 0.0210 -0.0408 -0.0113 -0.0066 0.1176 0.3511 58 s -0.0538 -0.0374 0.0593 0.0238 -0.0413 -0.0109 0.0336 0.1344 0.2272 100 s -0.0375 -0.0752 0.0555 0.0269 -0.0319 -0.0221 -0.0722 0.1299 0.0801 121 s -0.0241 -0.0654 0.0344 0.0342 0.0244 -0.0858 0.0042 0.1564 0.1167 140 s -0.0284 -0.0764 0.0547 0.0553 0.0429 -0.1531 0.0281 0.2270 0.1207表2 单陀螺与组合陀螺斜率对比Table 2 Comparison of mode shape slope between single rate gyroscope and multiple rate gyroscopes grouping 飞行秒状态 一阶 二阶 三阶 单陀螺 2组合 3组合 单陀螺 2组合 3组合 单陀螺 2组合 3组合 0 s -0.0569 -0.0646 -0.0760 0.0236 -0.0236 0.0000 0.0571 0.0473 0.0000 35 s -0.0592 -0.0610 -0.0805 0.0210 0.0144 0.0000 -0.0066 0.0066 0.0000 58 s -0.0538 -0.0538 -0.1004 0.0238 0.0238 0.0000 0.0336 0.0336 0.0000 100 s -0.0375 -0.0518 -0.0129 0.0269 0.0046 0.0034 -0.0722 0.0046 0.0034 121 s -0.0241 -0.0241 -0.0198 0.0342 0.0342 0.0287 0.0042 0.0042 0.0042 140 s -0.0284 -0.0284 -0.0192 0.0553 0.0553 0.0375 0.0281 0.0281 0.0281
【参考文献】：
期刊论文
[1]运载火箭姿态控制技术的发展趋势和展望[J]. 张卫东,刘玉玺,刘汉兵,丁秀峰,张开宝. 航天控制. 2017(03)
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[10]弹性飞行器的传感器位置设计[J]. 袁建平,陈士橹. 宇航学报. 1987(01)
本文编号：3146774
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