航天概論課件第四章-全文預(yù)覽
【正文】 定的準(zhǔn)確軌道； ○ 受到環(huán)境力的攝動(dòng)； ○ 需要從一個(gè)軌道轉(zhuǎn)移到另一個(gè)軌道。 衛(wèi)星的軌道可用 6個(gè)軌道參數(shù) 來描述，也可以與運(yùn)載火箭一樣用質(zhì)心在 慣性坐標(biāo)系中的位置和速度 來描述，二者可以通過坐標(biāo)變換換算。為保證正常工作， 溫度控制 也是一項(xiàng)重要技術(shù)。 航天器的控制系統(tǒng) 任務(wù)： 姿控噴管 燃?xì)舛? （ 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(dòng)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(shí)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(tái)隔離了角運(yùn)動(dòng)，為慣測(cè)儀表提供了一個(gè)小角度環(huán)境，有利于提高測(cè)量精度。 利用 陀螺穩(wěn)定平臺(tái) 在火箭上建立一個(gè)不受火箭運(yùn)動(dòng)影 響的慣性坐標(biāo)系，據(jù)以測(cè)量火箭的加速度和姿態(tài)角。 測(cè)量儀表包括 3個(gè)速率陀螺和 3個(gè)加速度計(jì)，通常將它們組裝在一起，稱為 “ 慣測(cè)組合 ” ，提供箭體坐標(biāo)系的 6個(gè)運(yùn)動(dòng)分量。 慣性儀表和加速度計(jì)也 與箭體固聯(lián) ，測(cè)量得到的箭體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)角速率和加速度信號(hào)也都是關(guān)于箭體坐標(biāo)系的， 也要 進(jìn)行坐標(biāo)變換計(jì)算。 （ 4） 速率捷聯(lián)慣性制導(dǎo) ☆ 發(fā)射點(diǎn)慣性坐標(biāo)系 ： 將發(fā)射點(diǎn)地面坐標(biāo)系在起飛時(shí)刻固化在制導(dǎo)系統(tǒng)的慣性基準(zhǔn)里。運(yùn)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(shí)際時(shí)刻所處的位置，使用的時(shí)間參數(shù)是絕對(duì)的天文時(shí)間。 由于主動(dòng)段都有固定的飛行程序，實(shí)際飛行軌道與理論彈道的偏差不會(huì)太大，一般 只在關(guān)機(jī)點(diǎn)前適當(dāng)時(shí)間開始進(jìn)行計(jì)算就能滿足要求 。 在導(dǎo)彈飛行過程中 不斷測(cè)量、計(jì)算導(dǎo)彈的速度、位置 ，并實(shí)時(shí)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(biāo) 。 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(cè)量和發(fā)控兩部分組成 ,即測(cè)試發(fā)控系統(tǒng)。 測(cè)量儀表 —— 測(cè)量火箭的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，包括 角加速度、線加速度 和 姿態(tài)角 。 測(cè)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(duì)發(fā)射過程進(jìn)行程序控制。 運(yùn)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(cè)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(duì)兩種運(yùn)動(dòng)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(biāo)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(yùn)動(dòng)包括 質(zhì)心運(yùn)動(dòng) 和 繞質(zhì)心的角運(yùn)動(dòng) 。 運(yùn)載火箭的控制系統(tǒng) 運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)的任務(wù)： 發(fā)射前對(duì)火箭進(jìn)行檢查測(cè)試，對(duì) 發(fā)射 實(shí)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(shí)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(cè)量儀表、中間裝置、執(zhí)行機(jī)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(gè)目標(biāo)發(fā)射多枚導(dǎo)彈，以目標(biāo)為圓心，最接近目標(biāo)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(dòng)段 關(guān)機(jī)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參 數(shù) ，只要控制主動(dòng)段終點(diǎn)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(dòng)制導(dǎo) 軌道面 是理論彈道所在的平面，在發(fā)射前由瞄準(zhǔn)系統(tǒng)確定。 橫向?qū)б且粋€(gè) 閉環(huán)控制系統(tǒng) 。 二者在時(shí)間參數(shù)的使用上是不同的，彈道導(dǎo)彈的時(shí)間參數(shù)是隨意的，控制系統(tǒng)使用起飛零秒后的相對(duì)時(shí)間。運(yùn)載火箭的制導(dǎo)控制常用的坐標(biāo)系有以下三種： ☆ 發(fā)射點(diǎn)地面坐標(biāo)系： 坐標(biāo)原點(diǎn)為發(fā)射點(diǎn) 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(biāo)方向， OZg軸按右手 坐標(biāo)系確定。
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