【技术实现步骤摘要】
一种固体火箭一级分离体落区控制系统及方法
[0001]本专利技术涉及固体火箭落区控制设计领域，具体涉及一种固体火箭一级分离体落区控制系统及方法。
技术介绍
[0002]传统多级固体火箭发射后，一级发动机在工作结束后分离坠落，最终落至地面或内陆。由于我国固体运载火箭发射基地大部在内陆，分离体的坠落地点都在陆地上，尽管火箭在弹道规划设计时，会考虑避免分离体落区范围覆盖铁路、公路、村庄和城市，但由于落点散布范围较大，仍然存在威胁居民生命财产安全的可能。目前，通常的做法是通过调整火箭的飞行弹道、控制一级分离高度、分离姿态等方式来对分离体落区进行控制。但该方式的缺点是火箭将损失部分运载能力，并且通过该被动控制方式对落区进行控制的能力是有限的，当实在无法避免一级分离体坠落在村庄时，需要当地相关部门投入大量人力物力财力对居民进行疏散。
[0003]当火箭一级飞行状态与射前装订的标准弹道状态偏差较大时，一级分离体初始位置速度会产生较大偏差，而初始位置速度作为积分初值，积分初值的偏差会通过积分过程，传递到积分终点，因此采用传统离线装订...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种固体火箭一级分离体落区控制系统，所述一级分离体包括栅格舵，其特征在于，所述控制系统包括栅格舵控制系统和测控通信系统；所述栅格舵控制系统包括惯导控制器、综合控制器、舵机和电池；惯导控制器能够敏感一级分离体的姿态信息、进行弹道规划和稳定计算并输出舵控指令；综合控制器接收惯导控制器发来的控制指令，完成舵机控制和时序控制，使得栅格舵按要求动作；所述电池用于给各装置供电；所述测控通信系统包括GNSS/BD2接收装置、采编器、遥测发射装置和电池；GNSS/BD2接收装置用于接收GPS/BD2卫星信号，对分离体外弹道进行测量；采编器将一级分离体内位置信息和惯导控制器内信息统一汇总并编帧；遥测发射机和遥测发射天线将遥测信息进行调制、放大及下传；所述电池用于给各装置供电。2.根据权利要求1所述的一种固体火箭一级分离体落区控制系统，其特征在于，所述栅格舵控制系统，采用双总线架构，控制总线传输控制指令、测试总线传输控制总线的控制指令和遥测信息，两条总线互为冗余热备份。3.根据权利要求1所述的一种固体火箭一级分离体落区控制系统，其特征在于，所述栅格舵控制系统及测控通信系统的单机设备均安装于尾段舱段内。4.一种固体火箭一级分离体落区控制方法，其特征在于，采用如权利要求1
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3任意一项所述的控制系统，包括两个控制阶段：阶段1为姿态稳定阶段，在一级分离后的初期通过姿态角和姿态角速率的双环反馈的校正网络对分离体的翻转进行控制，使其恢复稳定飞行状态；阶段2为再入飞行阶段，控制系统通过姿态角反馈对箭体飞行进行有效控制，从而使分离体按规划的再入弹道飞行；所述再入弹道的规划方法为：按分离体零攻角、零侧滑状态积分得到基准落点，然后判断基准落点与各个射前装订的待选落点的距离，选择距离最近的待选落点作为目标落点，据此计算一级分离体到目标落点所需的飞行攻角和侧滑角，从而设计一级分离体的实时再入弹道。5.根据权利要求4所述的一种固体火箭一级分离体落区控制方法，其特征在于，由阶段一进入阶段二的判断方法为：当惯导控制器敏感的一级分离体三种姿态角速率连续2s均小于5
°
/s时，则判断一级分离体飞行由阶段1进入阶段2。6.根据权利要求4所述的一种固体火箭一级分离体落区控制方法，其特征在于，所述一级分离体的实时再入弹道设计方法为：飞行过程中的运动方程在发射坐标系下表示为：式中，v为发射坐标系下速度矢量，r为发射系下位置矢量，为v的导数，为r的导数；g为地球引力加速度矢量，仅与地心矢径R有关，地心矢径通过R＝r+Re0求得，Re0为发射点地心矢径；C为气动力引起的加速度矢量，由飞行攻角α和侧滑角β确定；采用变步长的四阶龙哥库塔积分方法，以当前实际飞行速度和位置作为积分初值，积
分终止条件为飞行高度为零，按照零攻角、零侧滑角的控制策略，便可得到积分终点坐标(x0,y0)；假定待选落点...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘重洋，王晓玮，范威，汪潋，邹延兵，周鑫，刘李雷，刘克龙，岳小飞，冯刚，骆信宇，尹仕卿，刘访，孙小东，
申请(专利权)人：航天科工火箭技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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