24.04.03 Баллистика и гидроаэродинамика (1015386), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Полная модельдвижения ЛА без учета формы и вращения Земли в проекциях на оси траекторной СК. Связьс уравнениями систем наведения и стабилизации. Идеальные связи как методы наведения.Классификация и сравнительный обзор методов наведения, основные особенностисоответствующих им траекторий.Обзор методов решения уравнений движения. Учет особенностей участка траектории.Разделение пространственного движения ЛА на продольное и боковое. Составление моделейдвижения центра масс ЛА. Расчет траекторий ЛА при полете по программе. Понятие обосновных летных характеристиках ЛА. Методы определения скорости, высоты и дальностиполета.
Динамические уравнения движения центра масс ЛА в частных случаях.Понятие об устойчивости, управляемости и маневренности. Перегрузка ЛА. Проекцииперегрузки на оси различных СК. Уравнения движения ЛА в терминах перегрузок.Зависимость перегрузки от режима полета, от углов атаки, скольжения и отклонения рулей.Перегрузки потребные и располагаемые. Задача ограничения перегрузок.Раздел 2. Основы динамического проектированияПостановка задачи о реализации расчетной (номинальной) траектории. Понятие оневозмущенном и возмущенном движениях. Переход к уравнениям возмущенного движения.Линеаризация полученных уравнений. Метод малых возмущений. Расщепление уравненийна уравнения продольного возмущенного движения и на уравнения бокового возмущенногодвижения.Уравнения продольного возмущенного движения ЛА, их преобразование иупрощения. Исследование свободного возмущенного движения.Характеристическое уравнение и его корни.
Частотные характеристики ЛА. Оценкадинамических свойств ЛА по известным частотным характеристикам.Основные требования к динамическим свойствам ЛА и пути их удовлетворения:демпфирования, статическая устойчивость, собственная частота колебаний, эффективностьорганов управления, стабильность.Уравнения бокового возмущенного движения ЛА, их преобразование и упрощения.Три этапа в развитии бокового возмущенного движения.
Упрощение уравнений движения.Разделение бокового движения на движение рыскания и на движение крена. Передаточныефункции и частотные характеристики для соответствующих движений. Анализ по нимдинамических свойств ЛА в боковом возмущенном движении.Раздел 3. Основы механики полета космических летательных аппаратовНевозмущенное движение КЛА в ньютоновском центральном поле тяготения. Модельполя притяжения.
Ньютоновский потенциал. Формирование и постановка задачи двух тел.Понятие о грависферах. Сфера притяжения, сфера действия, сфера влияния. Силоваяфункция.Управление движения КЛА в задаче двух тел и возможные пути их исследования.Интеграл площадей. Интеграл энергии. Интеграл Лапласа. Уравнение орбиты. Типы и общиехарактеристики орбит. Кеплеровы элементы невозмущенного движения.Движение КЛА по эллиптическим орбитам. Истинная и эксцентрическая аномалия.Уравнение Кеплера и пути его решения.
Движение КЛА по круговым орбитам. Круговаяскорость. Местная круговая скорость. Первая космическая скорость. Трасса ИСЗ, еепостроение и прогнозирование. Суточные или синхронные ИСЗ. Спутники экваториальные иполярные. Геостационарные спутники и их трассы.Движение КЛА по параболическим и гиперболическим орбитам. Скорость отрыва.Вторая космическая скорость. Восходящие и нисходящие участки траектории.Основные виды импульсных орбитальных переходов.
Импульсные переходы междукруговыми компланарными орбитами. Примеры. Полуэллипсы Гомана. Перелеты междукруговыми и эллиптическими орбитами. Некомпланарные перелеты. Повороты плоскостиорбиты. Сравнительная оценка потребных энергетических затрат.Маневры сближения КЛА и встреча аппаратов на орбите. Возможные схемы и этапысближения. Уравнения относительного движения аппаратов.
Начальные условия дляобеспечения встречи.Межпланетные перелеты. Формирование межпланетных орбит; формирование орбитс использованием гравитационных маневров. Классификация и оптимизация схем полета.Возмущенное движение КЛА. Общая характеристика возмущений и возмущенногодвижения. Метод оскулирующих элементов. Составление уравнений движения КЛА воскулирующих элементах.
Обсуждение возможных методов исследования. Эволюциядвижения. Применение приближенных аналитических методов. Оценка измененийоскулирующих элементов за один виток.Действие возмущений, вызываемых нецентральностью гравитационного поля Земли.Геопотенциал для данной задачи. Формирование возмущающих ускорений. Возмущенияэлементов орбиты; возмущения вековые и периодические.
Оскулирующий периодобращения. Реальная круговая орбита.Уравнения движения в форме Гамильтона. Канонические уравнения. Переход кэлементам Делоне. Разделение переменных на быстрые и медленные. Усреднениеканонических уравнений. Эволюционные уравнения и их свойства. Обсуждение полученныхрезультатов. Понятие солнечно-синхронных и геосинхронных орбитах.Аэродинамические воздействия на КЛА. Модели атмосферы и соответствующихвозмущений. Уравнения движения КЛА в оскулирующих элементах. Приближенная оценкаизменений элементов.
Обсуждение полученных результатов. Понятие о критической орбите,минимально-возможной высоте и минимальном периоде.Спуск КЛА с орбиты искусственного спутника Земли. Общая схема спуска сиспользованием аэродинамического торможения.
Внеатмосферный участок спуска. Участокосновного аэродинамического торможения. Участок мягкой посадки. Скользящий спуск.Планирующий спуск.Особенности спуска на поверхность Земли с лунных и межпланетных траекторийвозвращения. Понятие о коридоре входа. Вход с гиперболическими скоростями. УправлениеКЛА на гиперболических траекториях возвращения.Анализ моментов сил, действующих на КЛА. Используемые системы координат.Моменты, действующие на КЛА в ньютоновском поле сил. Моменты аэродинамических сили их аппроксимации. Моменты магнитного поля и сил светового давления. Оценкаотносительного влияния моментов различных сил.Свободное стабилизационное движение КЛА (ИСЗ) в ньютоновском поле сил.Уравнения движения и положения равновесия.
Плоские колебания ИСЗ на круговой иэллиптической орбите. Эксцентриситетные колебания. Системы гравитационнойстабилизации ИСЗ. Влияние добавочных факторов на стабилизацию ИСЗ. Влияниеаэродинамических моментов и сжатия Земли на вращательные движения ИСЗ.Взаимосвязь поступательного и вращательного движения ИСЗ в ньютоновском полесил. Исследования устойчивости положений относительного равновесия. Возмущенноедвижение и уравнения в оскулирующих элементах.
Влияние гравитационных возмущений.Влияние аэродинамических возмущений. Общий случай динамически несимметричногоИСЗ. Случай круговой и эллиптической орбиты. Взаимодействие основных возмущений.Способы создания управляющих моментов для КЛА. Управление угловым движениемКЛА с помощью: реактивных двигателей, двигателей-маховиков, гироскопическогостабилизатора, магнитопривода.Раздел 4 Анализ и синтез линейных систем автоматического управленияОсновные понятия теории автоматического управления (управление, средствауправления, объект управления, переменные, управляемые переменные, программа,возмущающие и управляющие воздействия). Основная задача автоматического управления.Принципы управления.
Закон управления, его свойства, виды законов управления. Режимыработы САУ. Переходный процесс, установившееся состояние. Показатели качествапереходных процессов и требования, предъявляемые к ним. Типовые переходные процессы.Математическое описание линейных САУ. Характерные особенности линейныхсистем. Уравнения динамики и статики, статическая характеристика системы. Способыописания линейных САУ. Передаточная функция.
Частотная передаточная функция.Частотные характеристики и их взаимосвязь. Характерные точки частотных характеристик,полоса пропускания системы. Логарифмические частотные характеристики.Описание линейных систем и процессов управления в пространстве состояния.Естественные переменные и переменные состояния. Уравнения состояния в нормальнойформе. Управляемость и наблюдаемость линейных стационарных систем.Основные понятия теории устойчивости по А.М.Ляпунову.
Характеристическоеуравнение системы и его корни. Теоремы А.М.Ляпунова об устойчивости и неустойчивостиневозмущенного движения. Критерии устойчивости. Необходимые условия устойчивости.Передаточная функция ошибки и ее нахождение. Расчет точности системы вустановившемся состоянии. Коэффициенты ошибки. Связь статической точности системы сее параметрами. Статические системы, астатические системы, порядок астатизма.
Приданиесистеме астатизма.Общая постановка задачи синтеза САУ и ее упрощение. Обзор способов синтеза САУи их сравнительный анализ. Способы включения корректирующих устройств и ихсравнительный анализ. Процедура синтеза САУ при последовательном включениикорректирующего устройства. Синтез САУ при включении корректирующего устройства вцепь обратной связи и его особенности.Раздел 5 Анализ нелинейных систем автоматического управленияНелинейных системы, их классификация и характерные особенности. Статическиенелинейности и их физические источники. Метод фазовой плоскости. Фазовый портрет.Особенности процесса функционирования нелинейных систем. Линии переключения.Системы со скользящим процессом. Системы с логическим управлением.Метод гармонической линеаризации, общая характеристика, основные допущенияметода. Эквивалентный комплексный коэффициент усиления нелинейного элемента.Алгебраический и частотный методы определения периодических решений.
Алгебраическийи частотный критерии устойчивости периодических решений.Раздел 6. Модальный синтез линейных регуляторов и наблюдателейНули и полюсы передаточной функции системы. Задача модального синтеза системыкак задача размещения ее полюсов. Корневые показатели качества. Влияние взаимногоположения нулей и полюсов на характер переходного процесса. Стандартные распределениякорней.Матричные передаточные функции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
