登月舱数字自动驾驶仪

登月舱数字自动驾驶仪是第一代数字控制系统,这种系统用一般的模拟式自动驾驶仪的设计方法很难设计成功。控制综合问题包括姿态状态判断器的设计,喷气控制系统的控制规律和主发动机推力向量的控制规律。姿态状态判断器,根据对飞行器姿态的测量和假定的控制响应,得出飞行器的角速度和角加速度。没有采用速率陀螺。喷气控制系统的控制规律在其相平面逻辑中应用抛物线开关曲线,从而能以最少的喷咀点火次数获得快速响应。各种极限参数适用于不同的飞行条件。采用非正交轴的特定设置,消除了喷气控制系统控制的响应在飞行器各轴之间的相互影响。三阶最小时间控制规律,用于通过起动工作的下降发动机对飞行器的姿态进行控制。在飞行中的性能本文也作了介绍。     

“阿波罗”宇宙飞船的喷气控制系统

“阿波罗”宇宙飞船的三个舱体;指挥舱（CM）,服务舱（SM）和登月舱（LM）,每一舱体都具有自己的喷气控制系统（RCS）。每个喷气控制系统工作在自燃的双组元燃料,而燃料的供给是挤压式。 服务舱的喷气控制系统是用于在宇宙飞船与运载火箭——土星——V号分离后,在飞向月球的轨道上来控制飞船的姿态,以及在绕月球的等候轨道和返回地球轨道上来控制指挥舱和服务舱。登月舱的喷气控制系统是用于在绕地球的等候轨道上,来调整宇宙飞船与登月舱的连接形态,以及在下降到月面时和从月面起飞后与指挥服务舱交会对接时来控制登月舱。指挥舱的喷气控制系统是用于在再入大气层后,来控制指挥舱的姿态。登月舱和服务舱的喷气控制系统应能提供在三个轴方向上的位移,并同时在定向的控制状态中工作,而指挥舱的喷气控制系统仅用于定向的控制。     

登月旅游舱数字自动驾驶仪的设计原理

说 明 本报告是DSR设计55-238的一部分。它是与NASA的载人宇宙飞船中心签定的合同NAS9-4065进行工作的。 本报告并不包括NASA认为不许可公布的部分内容。因此,仅涉及到设计思想的变化和意图。 摘 要 在本文中介绍了“阿波罗”的登月舱数字自动驾驶仪的设计原理。应用这些原理将使喷气控制系统喷嘴的起动次数最少,因而使喷气控制系统具有最大的可靠性和最小消耗燃料。惯性测量组合测量的平台角度将由最佳递推线性滤波器来处理,从而获得飞行器的定向角,飞行器的角速度和由于主发动机系统产生的飞行器扰动加速度。此滤波器的输出将指出飞行器在角度一角速度相平面上的位置,以及描绘飞行器运动的抛物线段的轨迹。用起动喷气控制     

“阿波罗”宇宙飞船的指挥服务舱与登月舱上升级的交会

在宇航员完成在月面逗留之后,按照“阿波罗”计划考虑有登月舱的机动上升级与指挥服务舱的交会和对接。登月舱的上升级具有交会雷达,它是用于获得导引系统的输入参数,并用来监视和与应急导引系统一起工作。当出现需要保证援救登月舱上升级时,指挥服务舱必须变为可机动的宇宙飞行器。指挥服务舱的导引系统装有28倍放大率的六分仪,以及用于对接的,沿各固联轴定向的,刻有瞄准线的准直仪。利用登月舱上升级的光学瞄准来校正存储于宇航员舱的计算器内的相对位置向量。 “双子星座”计划的飞行试验表明,对于交会阶段而言,目标的亮度、飞行相位角和在末端由宇航员监视导引和减速过程在确定飞行器的控制性和交会所需要的推进剂裕量时是重要的。为了研究这些问题曾进行了在“阿波罗”船员舱内具有宇航员参加的相似——数字模拟试验,此时过渡的中心相位角为140°。特别研究了在宇宙飞行器位移加速度、相对位置向量信息的误差和在变化目标——追踪器高度差时为了交会所需的推进剂量之间的关系。 结论是在上述准则和对宇航员负担两种交会方案工作量的基础上确定的。在第一情况中,一位宇航员位于指挥服务舱内,并控制与登月舱上升级交会,而在第二种情况中,由3名宇航员在近地轨道上来实现与连接有登月舱的《土星——5     

“阿波罗”指挥舱和指挥舱/登月舱飞行器推力矢量控制数字自动驾驶仪

“阿波罗”指挥舱和指挥舱/登月舱飞行器推力矢量控制用的数字自动驾驶仪是由麻省理工学院仪表试验室研制的,这个飞行器的俯仰和偏航是通过将火箭发动机安装在常平架上的办法来控制,而飞行器的横滚则通过点燃控制系统的喷气发动机来控制。 喷气发动机点火用的较简单的相平面开关逻辑线路可以控制飞行器的横滚。但是,对俯仰和偏航的控制,由于飞行器的弹性振动,燃料的晃动,推力不重合以及控制回路的交联影响等一系列问题,需要更精心的设计。 本文阐述了用于研制俯仰和偏航自动驾驶仪的设计途径和分析方法。这种设计具有很多重要的特点,如由宇宙航行员控制的高-低带宽工作状态,时变增益,多种取样速率,用可清除系数实现滤波的广义滤波器,推力不重合校正回路以及双增益控制回路。 本文还说明了这些自动驾驶仪的工作特点和实现方法,并分析了它们的稳定性和控制特性。     

基于变结构控制的自动驾驶仪设计

自动驾驶仪作为导弹制导控制系统的主要组成部分,是确保导弹在制导飞行中具有良好的稳定性和可控性的关键.而变结构控制以其在一定条件下对干扰和参数变化具有完全自适应的突出优点,在自动驾驶仪中已经有了深入的研究和实际的应用.简要概述了自动驾驶仪的设计难点、变结构在驾驶仪设计中的应用进展,然后针对战术导弹滚转通道设计了两种不同结构的变结构驾驶仪,并进行了仿真、分析比较.     

神经网络自适应自动驾驶仪设计及其在AUV路径跟踪中的应用

针对AUV三维路径跟踪过程中的自动驾驶仪设计问题,根据时标分离原理将AUV路径跟踪自动驾驶仪系统即姿态稳定回路划分成快、慢回路.采用神经网络H∞鲁棒自适应控制算法分别设计了自动驾驶仪快、慢回路的控制器,用Lyapunov穗定性理论对系统进行了穗定性分析.仿真结果表明:路径跟踪控制系统具有良好的动态性能.     

越肩发射空空导弹大攻角飞行自动驾驶仪设计

研究了越肩发射空空导弹大攻角飞行时的两种自动驾驶仪的设计方法.一种是利用双时标的方法将导弹的姿态动力学和运动学系统分别看作快子系统和慢子系统,解决由气动力剧烈变化引起的非线性.另一种采用了变结构控制策略.这两种方法均使用了反作用喷气装置来增强在大攻角情况下的转弯能力和机动能力.数学仿真显示出两种自动驾驶仪的良好性能.     

空空导弹双通道控制的多变量频域设计方法

运用多变量频域理论中的逆奈奎斯特阵列法设计双通道控制的空空导弹自动驾驶仪.首先建立空空导弹控制系统模型,并在某特征点设计自动驾驶仪的预补偿器、动态补偿器和反馈增益阵.仿真结果表明:解耦效果好,导弹跟踪性能令人满意.     

数字式自动驾驶仪控制电路设计方法与实现

自动驾驶仪是某飞行器制导控制系统中的重要组成部分,为了适应飞行器小型化的发展趋势,采用软件与硬件相结合的设计方法对自动驾驶仪的控制电路进行设计,解决了纯软件或硬件设计带来的资源紧张难题。     

基于H∞控制理论的某型导弹自动驾驶仪设计与仿真

研究了导弹制导回路鲁棒自动驾驶仪设计的理论与方法,并结合某型导弹进行了混合灵敏度自动驾驶仪的设计及仿真.仿真结果表明,设计的混合灵敏度自动驾驶仪对导弹模型的摄动表现出了较强的鲁棒性,可以控制导弹在大范围飞行过程中稳定且具有良好的时域响应性能.     

高性能防空战术导弹从优定向控制的现状和有关问题

本文提供了关于采用从优定向控制的防空战术导弹的自动驾驶仪发展现状概况,并指明有关影响稳定和控制特性的关键耦合回路和参量。一般说来,由于横向通道动力学耦合回路的增强,经典的侧滑一转弯自动驾驶仪体制限制了从优定向控制结构的应用可能性。仔细设计导弹弹体可以稍微缓和一下这一问题,但是,为了使性能达到最优,可能还需要改进自动驾驶仪的性能。还提出了与研制自动驾驶仪和具有期望特性的弹体结构有关的技术问题。     

交联耦合对自旋导弹控制系统特性的影响分析

基于小扰动线性化的弹体运动模型,建立了自旋导弹的三回路自动驾驶仪控制模型,得到了复数形式的闭环传递函数。在此基础上,分析了闭环系统的交联特性,结果显示,三回路自动驾驶仪使自旋导弹实现了稳态解耦,且闭环稳态增益不受气动参数变化影响。利用复系数线性多项式稳定性判别方法,研究了自旋导弹的闭环稳定性,分析了交联项对三回路自动驾驶仪稳定裕度的影响情况,得到了系统的闭环稳定条件。     

导弹三通道俯仰控制回路的数字化技术研究

采用模拟化设计方法和双线性变换算法对模拟体制的导弹三通道控制系统俯仰回路进行数字化改进设计,使自动驾驶仪的控制规律在参数、结构上实时可变。对改进后系统性能的仿真结果表明,数字化俯仰回路控制满足动态指标要求,方案合理可行,有利于自动驾驶仪结构向着标准化、系列化、模块化方向发展,对其它类型的导弹改装也具有一定的借鉴作用。     

直接力/气动力复合控制系统鲁棒稳定性分析

脉冲发动机作为直接力与空气舵复合控制能有效提高导弹的快速性和末端大过载机动能力。由于脉冲发动机的喷流干扰会对复合控制系统的稳定性产生影响,本文在考虑脉冲发动机自身喷流因子效应以及对导弹气动干扰的情况下,把直接力喷流作用等效为弹体的气动力进行建模,并结合复合控制系统的性能指标以及稳定判据,对一类复合控制自动驾驶仪的鲁棒稳定性进行了分析,给出了直接力喷流作用下复合控制系统的满足性能要求的稳定边界。     

基于ATS的导弹稳定回路半实物仿真系统设计

根据当前导弹自动驾驶仪测试现状,提出了一种基于导弹驾驶仪自动测试系统的控制稳定回路半实物仿真系统方案,利用虚拟仪器技术和PXI总线技术,组建高精度、多用途、具有自诊断功能的测试和仿真系统,它既能够实现对自动驾驶仪的综合测试,又能验证导弹控制律的优劣.系统基于模块化设计,具有良好的通用性和很强的可扩展性,能够完成不同型号导弹的测试和仿真任务.     

军事高技术问答100题

72、什么是自主式制导系统? 制导系统是制导武器的中枢,是引导和控制武器按选定的规律调整飞行路线并导向目标的全部装置。也称导引和控制系统。自主式制导系统是由制导武器本身安装的测量仪器来测量地球或宇宙空间的物理特性,来决定制导武器的飞行轨迹。惯性制导、地形匹配制导等属此类制导系统。     

单通道自旋导弹自动驾驶仪回路的变换及其简化

为了在准弹体坐标系下设计单通道旋转导弹的自动驾驶仪,给出了弹体坐标系下的自动驾驶仪结构,通过旋转变换,将弹体坐标系下的自动驾驶仪回路变换到准弹体坐标系下,仿真结果验证了该变换方法的正确性。对变换后的自动驾驶仪回路进行了简化,忽略两倍弹旋频率交变分量的影响,仿真结果表明了简化的可行性,可用简化后的模型在准弹体坐标系下进行自动驾驶仪设计。     

基于副翼效率C_3辨识的导弹自动驾驶仪设计

在无法得知导弹飞行高度和速度的情况下,所设计的导弹自动驾驶仪增益难以满足全空域飞行的需要。本文采用一种基于横滚通道副翼效率C3辨识的自动驾驶仪增益设计方法,利用此方法设计的自动驾驶仪增益能够满足导弹全空域飞行的需要。     

基于副翼效率C3辨识的导弹自动驾驶仪设计

在无法得知导弹飞行高度和速度的情况下,所设计的导弹自动驾驶仪增益难以满足全空域飞行的需要。本文采用一种基于横滚通道副翼效率C3辨识的自动驾驶仪增益设计方法,利用此方法设计的自动驾驶仪增益能够满足导弹全空域飞行的需要。