运载火箭传感器布局与自适应增广控制研究

发布时间：2021-09-29 00:47

　　为了满足载人登月、深空探测等任务需求,发展重型运载火箭已势在必行。重型运载火箭较传统运载火箭其自身有着独特的动力学特征,一方面,弹性振动模态频率更低且低阶弹性振动模态密集;另一方面,由于其尺寸大无法进行地面全箭实验,一些关键动力学模型参数无法准确获知,且这些参数会随着飞行过程发生变化。上述因素增大了运载火箭姿态控制器的设计难度。本文针对以上问题开展了重型运载火箭的传感器布局优化与自适应增广控制研究,解决了重型运载火箭的姿态控制问题。主要研究内容如下:（1）重型运载火箭动力学建模。利用牛顿—欧拉法建立运载火箭俯仰通道下的刚体动力学方程,在此基础上引入弹性振动,得到运载火箭俯仰通道刚弹耦合动力学方程,为后续研究提供数学模型。（2）传感器布局优化。传感器的布局位置决定了测量信号中由弹性振动产生的附加姿态信号的强弱,而良好的传感器布局方式能有效地消除或降低测量信号中弹性信息,从而降低火箭姿态控制器的设计难度,且提高控制效果。以两个速率陀螺传感器的布局为例,开展传感器布局优化算法研究,并深入研究了算法的内在机理。在传感器布局优化基础上,针对火箭姿态动力学模型分别开展了控制器和校正网络设计,并模拟... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 基于传统方法的火箭姿态控制
        1.2.2 基于AAC方法的火箭姿态控制
        1.2.3 传感器布局
    1.3 论文章节安排
2 运载火箭动力学建模
    2.1 刚体火箭动力学模型
    2.2 刚弹耦合火箭动力学模型
    2.3 本章小结
3 传感器布局优化
    3.1 传感器布局优化原理
    3.2 传感器布局优化算法
    3.3 姿态控制器设计
    3.4 本章小结
4 自适应增广控制的机理分析与理论证明
    4.1 自适应增广控制的机理分析
    4.2 自适应增广控制基本形式的稳定性证明
    4.3 本章小结
5 自适应增广控制系统设计
    5.1 自适应增广控制基本形式
        5.1.1 参数设计
        5.1.2 仿真分析
    5.2 自适应增广控制改进形式
        5.2.1 结构分析
        5.2.2 仿真分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3412867