可重复使用运载器再入在线制导方法研究

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1、2010年第2期导弹与航天运载技术NO．22010总第306期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNO．306文章编号：1004—7182(2010)02·0001—04可重复使用运载器再入在线制导方法研究汤一华，余梦伦，杨勇，谢泽兵(中国运载火箭技术研究院研究发展中心，北京，100076)摘要：为提高可重复使用运载器再入制导方法的精度和鲁棒性，研究了一种再入在线制导方法。该制导方法在每个制导周期内通过数值方法实时在线预测终端距离误差，迭代得到倾侧角控制量的增量，与预先设计的标准控制量叠加后形成控制指令，用于实际再入

2、过程的制导。仿真结果表明，该制导方法对于初始状态误差和各种参数摄动具有较好的鲁棒性，并具有较高的精度，便于工程实际应用。关键词：可重复使用运载器；再入制导；在线预测中图分类号：V412．4文献标识码：AOnlineReentryGuidanceforReusableLaunchVehiclesTangYihua，YuMenglun，YangYong，XieZebing(ResearchandDevelopmentCentre，ChinaAcademyofLaunchVehicleTechnology，Beijing，100076)Ab

3、stract：Inordertoimprovetheprecisionandrobustnessofreentryguidanceforreusablelaunchvehicles，akindofonlinereentryguidancemethodisdeveloped．Ineachguidancecycle，theterminaldistanceerrorisonlinepredictedbynumericalmethodandthecontrolvalueincrementforbankangleisgeneratedbyite

4、rationtechnique．Thenthecontrolvalueincrementplusthepredesignednormalcontrolvaluemakeupthetotalcontrolcommand，andisappliedtoguidetheactualreentry．Simulationresultsshowthatthisguidancemethodhashighprecisionandstrongrobustnessagainstinitialstateerorsandparameterperturbatio

5、n．Thismethodissuitableforimplementationprojects．KeyWords：Reusablelaunchvehicle；Reentryguidance；Onlineprediction测制导法[6-8]可根据再入飞行的当前状态及预测落点0引言偏差在线调整控制指令，因而对各种再入误差具有较可重复使用运载器(ReusableLaunchVehicle，强的鲁棒性。RLV)是航空与航天技术高度结合的产物。它不仅可中国早期有关再入制导方法的研究大多是标准轨以通过完全重复使用来降低航天运载器的硬件成本，道法

6、，近年来产生了一些关于再入预测制导方法的文而且还能大大简化地面操作和设备，显著减少地面操献【’加】，取得了很好的研究成果，但也存在算法复杂、作费用，是未来实现快速、机动、可靠、廉价进出空较难在线应用的不足。间较为理想的运输工具。本文给出了一种易于实现的可重复使用运载器再再入制导方法是升力式再入飞行器必须解决的关入在线制导方法，该制导方法先在再入走廊内快速生键技术，通常分为两类：标准轨道法和在线预测制导成一条满足终端约束的标准轨迹，基于此标准轨迹控法。标准轨道法控制律简单、容易实现、对机载计算制量，在线快速预测终端状态偏差量：最后通过迭

7、代能力要求较低，但同时也存在着落地控制精度低、受方法得到基于标准控制量的修正量，用于实际再入飞再入初始条件误差和扰动因素影响大的不足J。行轨迹的在线修正。在美国为新一代可重复使用运载器而开展的先进制导与控制项目支持下L2J，标准轨道制导法在鲁棒性和l再入数学模型在线轨迹规划算法上取得了很大的进展，使再入性能1．1无量纲再入运动模型有了很大提高I3】，但依然没能从根本上解决标准轨道考虑地球为旋转圆球时，可重复使用运载器无动法对初始再入条件敏感和操作灵活性差的不足。而预收稿日期：2009．06．08作者简介：汤一华(1979．)，男，博士

8、生，主要从事结构热强度、热噪声试验技术研究2天运2010力再入的无量纲运动方程组为lor)一J0s(f，)l△r(11)=sin(1)df式中n，q，分别为飞行器总过载、动压和驻点热流；dOVCOSzsin~,r，q～，