Диссертация (Управление движением космического аппарата, совершающего мягкую посадку на Луну по схеме с зависаниями)
Описание файла
Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Управление движением космического аппарата, совершающего мягкую посадку на Луну по схеме с зависаниями". PDF-файл из архива "Управление движением космического аппарата, совершающего мягкую посадку на Луну по схеме с зависаниями", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве МАИ. Не смотря на прямую связь этого архива с МАИ, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
ФЕДЕЕРАЛЬНООЕ ГОСУУДАРСТВВЕННОЕ БЮДЖЕТБТНОЕ ОББРАЗОВААТЕЛЬНООЕУЧРЕЖЖДЕНИЕ ВЫСШЕЕГО ОБРААЗОВАННИЯ«МОСКООВСКИЙ АВИАЦИИОННЫЙЙ ИНСТИИТУТ(НАЦИООНАЛЬНЫЫЙ ИССЛЛЕДОВААТЕЛЬСККИЙ УНИИВЕРСИТТЕТ)»На праваах рукопиисиУДК: 629.78ХХУАН ИЧУНИУПРААВЛЕННИЕ ДВИИЖЕНИИЕМ КООСМИЧЧЕСКОГГО АПППАРАТАА,СОВЕРШШАЮЩЩЕГО МЯМЯГКУЮЮ ПОСААДКУ ННА ЛУННУ ПОСХЕМЕСС ЗАВИИСАНИИЯМИСпецциальностть 05.07.09ДДинамика,, баллистиика, упраавление дввижениемм летателььных апппаратовДиссеертации нна соисканние ученоой степенникандид ата техниических наукНаучный руковводитель:Докктортеехническиихнауук,профессор Бообронникков В.Т.ММосква – 2017СОДЕРЖАНИЕСПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ ............................................
6 ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................ 7 ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ОБЗОР И АНАЛИЗ МИССИЙ И СХЕМ ПОЛЕТОВКА С ПОСАДКОЙ НА ЛУННУЮ ПОВЕРХНОСТЬ ............................................ 17 1.1. Анализ полетов к Луне......................................................................... 17 1.2. Траектории жесткой посадки .............................................................. 19 1.3. Траектории мягкой посадки ................................................................
20 1.4. Схема мягкой посадки советских КА серии «Луна» ........................ 26 1.5. Схема мягкой посадки китайского КА «Чанъэ-3» ............................ 27 1.6. Схема мягкой посадки и задачи исследования, рассматриваемые вдиссертации ............................................................................................................ 29 1.7.
Заключение к главе 1 ............................................................................ 31 ГЛАВА 2. ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ЛУННОГОАППАРАТА НА ЭТАПЕ ОСНОВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ С ВЫБОРОМПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ...............................................
33 2.1. Постановка задачи ................................................................................ 33 2.2. Модель движения КА на этапе основного торможения ................... 34 2.3. Граничные условия ............................................................................... 37 2.4. Анализ ДУ и критерий оптимальности ..............................................
38 2.4.1. Относительная масса топлива на ЭОТ ....................................... 39 2.4.2. Оценка относительной массы топлива для остальных этапов . 39 2.4.3. Относительная масса топливных баков ...................................... 41 2.4.4. Относительная масса двигателя .................................................. 44 2.4.5. Относительная масса прочих систем ДУ ................................... 44 2.4.6. Математическая формулировка критерия .................................. 45 2.5.
Задача оптимального управления КА на ЭОТ................................... 45 22.5.1. Анализ программы угла тангажа ................................................. 46 2.5.2. Анализ программы дросселирования ......................................... 48 2.5.3. Формулировка задачи оптимального управления ..................... 49 2.6.
Алгоритм и программа решения задачи............................................. 50 2.6.1. Модификация метода покоординатного спуска ........................ 51 2.6.2. Метод квадратичной интерполяции............................................ 52 2.6.3. Построение базы данных начальных приближений ................. 54 2.7. Результаты решения задачи и их анализ ............................................
56 2.8. Заключение к главе 2 ............................................................................ 60 ГЛАВА3.УПРАВЛЕНИЕДВИЖЕНИЕМКАНАЭТАПЕУПРАВЛЯЕМОГО СПУСКА В ТОЧКУ ВТОРОГО ЗАВИСАНИЯ ................... 62 3.1. Введение и постановка задачи ............................................................ 62 3.2. Модель движения КА на этапе управляемого спуска ...................... 64 3.3. Граничные условия ............................................................................... 65 3.4. Исходная задача оптимального управления ...................................... 66 3.5. Упрощение задачи оптимального управления .................................. 70 3.6.
Методика решения упрощенной задачи оптимального управления73 3.7. Результаты решения приближенной задачи ...................................... 74 3.8. Заключение к главе 3 ............................................................................ 78 ГЛАВА 4. ЗАДАЧА НАВИГАЦИИ КА ....................................................... 80 4.1. Задача навигации .................................................................................. 80 4.2. Модель движения КА, использовавшаяся при анализе НС ............. 80 4.2.1.
Системы координат....................................................................... 80 4.2.2. Уравнения движения КА .............................................................. 82 4.2.3. Проверка модели ...........................................................................
83 4.3. Возмущения........................................................................................... 84 4.3.1. Эксцентриситет тяги ..................................................................... 84 34.3.2. Масконы ......................................................................................... 84 4.4. Измерения .............................................................................................. 86 4.4.1. Состав измерений.......................................................................... 86 4.4.2.
Уравнения измерений ................................................................... 87 4.4.3. Акселерометры .............................................................................. 87 4.4.4. Скоростной гироскоп.................................................................... 88 4.4.5. Высотомер......................................................................................
88 4.4.6. Доплеровский измеритель скорости ........................................... 90 4.4.7. Числовые характеристики возмущений и ошибок начальнойвыставки ............................................................................................................. 91 4.5. БИНС ...................................................................................................... 93 4.6. БИНС+ФК..............................................................................................
96 4.6.1. Формирование расширенного вектора состояния ..................... 96 4.6.2. Вектор измерений ......................................................................... 97 4.6.3. Априорные оценки ........................................................................ 97 4.6.4. Алгоритм оценивания ................................................................... 98 4.6.5. Имитационная модель .................................................................. 99 4.6.6.
Численный пример ...................................................................... 100 4.7. Комплексированная навигационная система (КНС) ...................... 101 4.7.1. Имитационная модель ................................................................ 101 4.7.2. Дополнительные измерения и переменные состояния ........... 102 4.7.3. Результаты моделирования КНС ...............................................
103 4.8. Заключение к главе 4 .......................................................................... 108 ГЛАВА5.ВОПРОСЫУПРАВЛЕНИЯДВИЖЕНИЕМКАПРИРЕАЛИЗАЦИИ СХЕМЫ МЯГКОЙ ПОСАДКИ С ЗАВИСАНИЯМИ.............. 109 5.1. Общая структура замкнутой СУ КА................................................. 109 5.2. Регуляторы наведения и управления ................................................
110 45.2.1. Регулятор наведения ................................................................... 110 5.2.2. Регуляторы вектора тяги на ЭОТ .............................................. 112 5.3. Регуляторы СУ на других этапах ...................................................... 114 5.3.1. Переход на промежуточную орбиту .........................................
114 5.3.2. Зависания ..................................................................................... 114 5.3.3. Этап медленного управляемого спуска (ЭМУС) ..................... 114 5.4. Общая имитационная модель СУ ..................................................... 115 5.5. Численные результаты ....................................................................... 116 5.6. Заключение к главе 5 .......................................................................... 122 ЗАКЛЮЧЕНИЕ К РАБОТЕ ......................................................................... 123 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .....................................
125 ПРИЛОЖЕНИЕ ............................................................................................. 133 5СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙКА- космический аппаратБИНС- бесплатформенная инерциальная навигационная системаДТ- двигатель торможенияДУ- двигательная установкаИСК- инерциальная система координатМП- мягкая посадкаНС- навигационная системаСН- система наведенияСУ- система управленияСУОС - системы управления ориентацией и стабилизацииЭОТ- этап основного торможенияЭУС- этап управляемого спускаЭМУС - этап медленного управляемого спускаИСК- инерциальная прямоугольная селеноцентрическая СКВСК- неинерциальная вращающаяся селеноцентрическая СКССК- связанная с корпусом КА СКФК- фильтр Калманас. к.
