Разработка методов наведения повышенной точности для спускаемого аппарата с малым аэродинамическим качеством

• Автор: Ян Кайчжун
• Шифр специальности: 05.07.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Сравнительный анализ алгоритмов управления движением космического аппарата в атмосфере Земли
1.1. Проблемы входа в атмосферу и управления спуском С А
1.2. Анализ способов управления траекторией движения СА
1.3. Анализ систем управления спуском и алгоритмов управление
1.4. Выводы к главе
Глава2. Математические модели движения СА в атмосфере Земли, используемые для построения управления спуском
2.1. Уравнения движения СА
2.2. Модель плотности атмосферы Земли
2.3. Аэродинамические характеристики СА и формирование управляющих сил
2.4. Выводы к главе 2.
1 лава 3. Выбор номинальной траектории и программы управления
3.1. Оптимизация траектории спуска и формирование программь управления
3.2. Определение области возможного маневра
3.3. Номинальная программа управления с наибольшим запасом управления
3.4. выводы к главе
Глава 4. Построение алгоритма автономного управления и анализ
1С‘4Нос1й1ЫА ЛЙр'йХ 1 Ср'ПС 1 иК
4.1. Формирование алгоритма управления с использованием метода модулирующих функций

4.2. Моделирование алгоритма управления
4.3. Парирование начального промаха точки входа в атмосферу
4.4. Анализ влияния вариаций плотности атмосферы
4.3. Анализ влияния отклонений аэродинамических параметров
4.6. Анализ влияния погрешности автономной навигации
4.7. Выводы к главе
Глава 5. Метод неавтономного управления посадкой СА
3.1. Ііояуавтономный метод управления
5.2. Уточнение значений параметров дижения
5.3. Моделирование процесса управления и анализ результатов
5.4. Оценка точности посадки СА
5.5. Выводы к главе 5 Заключение
і іриложени е Список литературы

Введение
Снижение и посадка космического корабля (КК) в заданном районе поверхности Земли являются ответственным этапом космического полета, так как он определяет успех всей космической экспедиции в целом. Значимость этого этапа возрастает, если на борту КК находятся космонавты.
Этап снижения и посадки КК будем в дальнейшем называть спуском, а сам КК — спускаемым аппаратом (СА). Целью управления спуском в атмосфере является приведение космического корабля с требуемой точностью в заданный район посадки при одновременном удовлетворении ограничений, обеспечивающих безопасный и
комфортабельный спуск. Можно привести примеры успешного решения задачи спуска с орбиты ИСЗ (космические корабли “Восток”, “Союз”, “Меркурий”, “Джемини”) и входа в атмосферу Земли с параболической скоростью (космические корабли “Зонд” и “Аполлон”).
До настоящего времени опубликовано большое количество работ, посвященных исследованию и построению алгоритмов и систем управления спуском для различных С А. Но в большинстве этих работ, особенно для С А с малым аэродинамическом качеством, алгоритмы и методы управления в целом сформированы на основе приближенных аналитических решений уравнений движения и ряда допущений относительно окружающей среды полета С А, что вполне обосновано для периода отсутствия мощных бортовых вычислительных машин[55]. Такой подход неизбежно снижает эффективность и работоспособность систем управления и
Движение центра масса СА практически удобно рассматривать в инерциальной геоцентрической системе координат Схуг[3]. Ось Сх лежит в плоскости экватора и направлена в точку весеннего равноденствия. Ось Сг направлена к северному полюсу, ось Су образует правую систему координат. Модель движения СА на атмосферном участке спуска учитывает влияние ка траекторию следующих факторов:
— гравитационного поля Земли (модель поля 2x0);
— аэродинамических сил.
таким образам, дифференциальные уравнения движения имеют следующий вид[28]:
V = Г/ - 1/ V - Г/
' х* у т >” " ' г>
1/ — гг _1_ п
г х 61 1 и1)
V у = gy + ау; (2Л)
Ї _ гг і гш
7 і о г 1 '— 2'
здесь §х,зу,§г компоненты гравитационного ускорения с