一种运载火箭的在线飞行程序重构及轨道高度保持控制方法技术

本发明专利技术公开一种运载火箭的在线飞行程序重构方法，具体方案是：计算火箭的初始瞬时射程角速度和目标圆形轨道的飞行角速度；以此为边界点划分成若干个采样点，计算各采样点对应的推力加速度倾角、时间递推值、射程角以及飞行程序角，完成飞行程序的重构。本发明专利技术针对运载火箭在大气层外飞行段遭遇非致命推力系统故障背景，给出在线飞行程序重构的快速算法，优点在于计算量小、生成速度快。本发明专利技术还公开一种运载火箭的轨道高度保持控制方法，结合对火箭进行自主制导控制、获取加速度径向附加控制量及获得考虑轨道高度保持控制的推力加速度倾角，该控制方法具有精度高、计算量小的特点，且可以满足箭载计算机实时计算的工程应用需求，实用性强。实用性强。实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种运载火箭的在线飞行程序重构及轨道高度保持控制方法


[0001]本专利技术涉及航天航空
，涉及一种运载火箭的在线飞行程序重构及轨道高度保 持控制方法，具体涉及一种基于平衡飞行理论的运载火箭在线飞行程序重构方法及基于平 衡飞行理论的运载火箭轨道高度保持控制方法。

技术介绍

[0002]运载火箭的正常飞行程序都是严格时间依赖的，需要根据火箭的飞行环境、箭体结构、 燃料消耗、动力特性以及有效载荷等因素，并综合考虑运载任务目标轨道，进行精确时序 化设计，从而控制各执行机构动作逻辑的时序，因此，每次执行发射任务都需要修订飞行 程序。由于要满足诸多工程约束，这个计算过程极为繁杂，计算量很大，无法满足实时性 要求，通常都是在火箭发射前注入发射诸元。
[0003]火箭在执行任务过程中，必然不可避免地会遭遇各种故障，且发生时刻和故障模式都 是不确定的。在火箭突发推力故障时，按预定程序飞行将带来任务失败，如长征五号遥二 运载火箭飞行中，芯一级发动机推力瞬时大幅下降，致使火箭无法达到预定飞行速度与高 度，最终火箭二级与卫星在西太平洋再入，发射任务失利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运载火箭的在线飞行程序重构方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、计算推力故障模式下火箭的推力加速度a
c
的时间函数和速度增量，如果火箭满足平衡飞行条件或准平衡飞行条件且满足挽救条件，则进入步骤二；步骤二、计算火箭的初始瞬时射程角速度ω和目标圆形轨道的飞行角速度n；其中：β表示初始射程角，t表示时间；μ表示地球引力系数，r表示故障时刻的地心距；步骤三、将初始瞬时射程角速度ω至目标圆形轨道的飞行角速度n作为边界点进行划分，连同两个端点一起划分为等间距的N+1个采样点，即ω0＝ω,ω1,ω2,
…
,ω
k
,
…
,ω
N
＝n，其中：ω
k
为第k个采样点的瞬时射程角速度，k＝0,1
…
N；步骤四、计算第k个采样点火箭的推力加速度a
ck
，判断火箭满足平衡飞行条件或准平衡飞行条件；步骤五、获取火箭在第k个采样点的推力加速度倾角Θ
Pk
和时间递推值Δt
k
，具体是：针对平衡飞行：采用表达式23)计算推力加速度倾角Θ
Pk
，采用表达式24)计算第k个采样点的从椭圆弹道到平衡飞行的圆轨道的机动变轨时间t
k
：：时间递推值Δt
k
＝t
k
‑1‑
t
k
，Δt0为给定值；针对准平衡飞行：采用表达式25)计算推力加速度倾角Θ
Pk
，采用表达式26)计算第k个采样点的准平衡飞行至平衡飞行的过渡时间ΔT
k
：：其中：v
θk
为第k个采样点角速度对应的周向速度分量，时间递推值Δt
k
＝ΔT
k
‑1‑
ΔT
k
，Δt0为给定值；步骤六、根据第k个采样点的瞬时射程角速度和时间递推值，采用表达式27)计算第k个采样点的射程角β
k
：
步骤七、根据表达式28)计算第k个采样点的飞行程序角步骤七、根据表达式28)计算第k个采样点的飞行程序角步骤八、取k＝k+1，若k≤N，则返回步骤四，否则，飞行程序重构完成。2.根据权利要求1所述的在线飞行程序重构方法，其特征在于，判断火箭满足平衡飞行条件或准平衡飞行条件为对火箭的推力加速度a
c
进行判断，具体是：若火箭的推力加速度a
c
满足表达式12)，则火箭进入平衡飞行状态：其中：g0为圆轨道引力加速度，若火箭的推力加速度a
c
满足表达式15)但不满足表达式12)，则火箭进入准平衡飞行状态：其中：Δh为高度裕度；v
θ
为故障时刻的周向速度分量，若火箭的推力加...

【专利技术属性】
技术研发人员：金华，孟云鹤，陈琪锋，
申请(专利权)人：深圳三零三防务科技有限公司，
类型：发明
国别省市：