航天概論課件第四章-全文預(yù)覽
【正文】 定的準確軌道； ○ 受到環(huán)境力的攝動； ○ 需要從一個軌道轉(zhuǎn)移到另一個軌道。 衛(wèi)星的軌道可用 6個軌道參數(shù) 來描述，也可以與運載火箭一樣用質(zhì)心在 慣性坐標系中的位置和速度 來描述，二者可以通過坐標變換換算。為保證正常工作， 溫度控制 也是一項重要技術(shù)。 航天器的控制系統(tǒng) 任務(wù)： 姿控噴管 燃氣舵 （ 3）控制力和控制力矩 控制回路各環(huán)節(jié)的 靜態(tài)增益 和 動態(tài)特性 是影響回路穩(wěn)定性的主要因素。 （ 2）姿態(tài)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性 在飛行過程中保持實際俯仰角和俯仰程序角之差接近于零 ，以保證火箭沿預(yù)定的彈道飛行。 （ 1）姿態(tài)控制系統(tǒng)的基本原理 陀螺平臺隔離了角運動，為慣測儀表提供了一個小角度環(huán)境，有利于提高測量精度。 利用 陀螺穩(wěn)定平臺 在火箭上建立一個不受火箭運動影 響的慣性坐標系，據(jù)以測量火箭的加速度和姿態(tài)角。 測量儀表包括 3個速率陀螺和 3個加速度計，通常將它們組裝在一起，稱為 “ 慣測組合 ” ，提供箭體坐標系的 6個運動分量。 慣性儀表和加速度計也 與箭體固聯(lián) ，測量得到的箭體運動姿態(tài)角速率和加速度信號也都是關(guān)于箭體坐標系的， 也要 進行坐標變換計算。 （ 4） 速率捷聯(lián)慣性制導(dǎo) ☆ 發(fā)射點慣性坐標系 ： 將發(fā)射點地面坐標系在起飛時刻固化在制導(dǎo)系統(tǒng)的慣性基準里。運載火箭發(fā)射的衛(wèi)星或飛船，由于天文和應(yīng)用上的原因，必須知道某一實際時刻所處的位置，使用的時間參數(shù)是絕對的天文時間。 由于主動段都有固定的飛行程序，實際飛行軌道與理論彈道的偏差不會太大，一般 只在關(guān)機點前適當(dāng)時間開始進行計算就能滿足要求 。 在導(dǎo)彈飛行過程中 不斷測量、計算導(dǎo)彈的速度、位置 ，并實時求出 射程偏差 ，不斷發(fā)出指令修正。 理論彈道的射程公式表示為 制導(dǎo)精度是制導(dǎo)控制系統(tǒng) 最主要的性能指標 。 控制系統(tǒng)的儀器設(shè)備種類繁多，使用的元器件數(shù)量也很大，而且 工作環(huán)境惡劣，可靠性要求高 。 控制系統(tǒng)的 地面部分 由測量和發(fā)控兩部分組成 ,即測試發(fā)控系統(tǒng)。 測量儀表 —— 測量火箭的運動參數(shù)，包括 角加速度、線加速度 和 姿態(tài)角 。 測試發(fā)控系統(tǒng) —— 檢查控制系統(tǒng)和箭上其它電氣部分的性能參數(shù)，對發(fā)射過程進行程序控制。 運載火箭控制系統(tǒng)的組成和功能 組成： 由 制導(dǎo)系統(tǒng) 、 姿態(tài)控制系統(tǒng) 、 配電系統(tǒng) 和 測試發(fā)控系統(tǒng) 等分系統(tǒng)組成 。 控制火箭按預(yù)定的軌跡飛行，使有效載荷精確入軌； 對兩種運動的影響包括 控制 和 穩(wěn)定 兩方面的要求，控制是指按預(yù)定的目標改變狀態(tài)，穩(wěn)定是指保持原有的位置和姿態(tài)。航天概論 第四章 控制系統(tǒng) 概述 飛行器的運動包括 質(zhì)心運動 和 繞質(zhì)心的角運動 。 運載火箭的控制系統(tǒng) 運載火箭控制系統(tǒng)的任務(wù)： 發(fā)射前對火箭進行檢查測試，對 發(fā)射 實施 控制 。 配電系統(tǒng) —— 控制儀器設(shè)備的供電，根據(jù)飛行程序發(fā)出時序指令控制各分系統(tǒng)工作狀態(tài)變化的協(xié)調(diào)。 控制系統(tǒng)的箭上部分由 測量儀表、中間裝置、執(zhí)行機構(gòu)和電源、配電裝置 組成，包含了制導(dǎo)、姿態(tài)控制和配電系統(tǒng)三大部分。 （ 1） 制導(dǎo)精度 它的含意最初是用來表示彈道導(dǎo)彈的 命中精度 的，即向一個目標發(fā)射多枚導(dǎo)彈，以目標為圓心，最接近目標的 半數(shù)彈頭擊中區(qū)域的圓半徑 。 彈道式導(dǎo)彈的射程取 決于主動段 關(guān)機點的運動參 數(shù) ，只要控制主動段終點導(dǎo) 彈的 縱向位置、縱向速度 V 和彈道傾角 θ就能控制導(dǎo)彈的射程。 ? ? ? ?? ?kkk tttVL ，￡ ??LLL ??? 顯式制導(dǎo)： 攝動制導(dǎo) 軌道面 是理論彈道所在的平面，在發(fā)射前由瞄準系統(tǒng)確定。 橫向?qū)б且粋€ 閉環(huán)控制系統(tǒng) 。 二者在時間參數(shù)的使用上是不同的，彈道導(dǎo)彈的時間參數(shù)是隨意的，控制系統(tǒng)使用起飛零秒后的相對時間。運載火箭的制導(dǎo)控制常用的坐標系有以下三種： ☆ 發(fā)射點地面坐標系： 坐標原點為發(fā)射點 O， OYg軸垂直于地面向上，OXg軸為軌道面與水平面的交線， 指向飛行目標方向， OZg軸按右手 坐標系確定。
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