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稀薄大气层反作用控制系统设计方法

计算机仿真 2010年第3期27卷 89-93页

作者：呼卫军周军西北工业大学精确制导与控制研究所陕西西安710072

针对高层大气中反作用控制系统和气动舵的面对称飞行器控制问题,提出了反作用控制系统(RCS)的设计方法。为实现姿态的稳定控制,利用舵前馈进行力矩配平,并针对新系统提出了反作用控制系统的构成和功能。分别对关键子系统进行设计。在刚... 详细信息

针对高层大气中反作用控制系统和气动舵的面对称飞行器控制问题,提出了反作用控制系统(RCS)的设计方法。为实现姿态的稳定控制,利用舵前馈进行力矩配平,并针对新系统提出了反作用控制系统的构成和功能。分别对关键子系统进行设计。在刚体状态估计器中,分别利用高通滤波器和低通滤波器进行姿态和角速度反馈信号的处理。根据高层大气中姿态控制系统的需求,采用最优控制方法进行相平面逻辑的设计和优化。根据动态处理方法给出了推力器选择逻辑。建立数学模型,通过仿真验证了方法的可行性和有效性。说明控制器满足高层大气中姿态控制系统的性能指标,稳态精度小于0.50。

关键词：反作用控制系统相平面推力器选择逻辑

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高超声速飞行器反作用控制系统喷流干扰综述

力学与实践 2014年第2期36卷 147-155,160页

作者：许晨豪蒋崇文高振勋钱战森李椿萱北京航空航天大学国家计算流体力学实验室北京100191 中航工业空气动力研究院北京100012

反作用控制系统(reaction control system,RCS)在高超声速飞行器上取得了较为广泛的应用,已成为高超声速飞行器重要的控制手段之一.RCS工作过程中喷流与来流形成了复杂的干扰流场,使得对RCS的控制能力预测存在困难.根据RCS在不同高超声... 详细信息

反作用控制系统(reaction control system,RCS)在高超声速飞行器上取得了较为广泛的应用,已成为高超声速飞行器重要的控制手段之一.RCS工作过程中喷流与来流形成了复杂的干扰流场,使得对RCS的控制能力预测存在困难.根据RCS在不同高超声速飞行器上的布局位置及飞行器局部外形特点将RCS布局方式归纳为4类,包括小曲率表面喷流、大曲率表面喷流、头部喷流和翼面附近喷流.对用于模拟各布局方式流动特征的4种典型模型进行了概述,并对各典型模型喷流干扰问题的研究进展进行了总结.最后,对今后研究方向提出了一些建议.

关键词：喷流干扰反作用控制系统高超声速飞行器

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IXV反作用控制系统的热学仿真研究

飞航导弹 2015年第10期 79-87页

作者：张京男吕建伟中国运载火箭技术研究院研究发展中心

研究了欧洲过渡型试验飞行器(IXV)在研制设计过程中进行的反作用控制系统(RCS)热学仿真工作,该仿真工作从建立仿真总体思路,到使用宇航领域通用的分析方法 ESATAN与仿真软件SINDA-FLUINT等,细致而深入地模拟了RCS在真实任务执行过程中... 详细信息

研究了欧洲过渡型试验飞行器(IXV)在研制设计过程中进行的反作用控制系统(RCS)热学仿真工作,该仿真工作从建立仿真总体思路,到使用宇航领域通用的分析方法 ESATAN与仿真软件SINDA-FLUINT等,细致而深入地模拟了RCS在真实任务执行过程中可能遇到的常规与极限条件。

关键词：过渡型试验飞行器反作用控制系统仿真设计热网络分析技术

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反作用控制系统电磁阀PWM控制技术研究

计算机测量与控制 2015年第4期23卷 1189-1191页

作者：张声艳石庆峰欧连军刘小军赵兴中国运载火箭技术研究院研究发展中心北京100076

针对反作用控制系统快速响应电磁阀频繁工作的特性,从节能控制的角度出发,设计了一种基于脉宽调制技术的电磁阀控制驱动方案;建立电磁阀电路模型,通过仿真计算,确定了PWM频率及占空比对电磁阀线圈电流的影响,为电磁阀驱动电路参数的选... 详细信息

针对反作用控制系统快速响应电磁阀频繁工作的特性,从节能控制的角度出发,设计了一种基于脉宽调制技术的电磁阀控制驱动方案;建立电磁阀电路模型,通过仿真计算,确定了PWM频率及占空比对电磁阀线圈电流的影响,为电磁阀驱动电路参数的选取提供依据;搭建RCS电磁阀电流测试平台,设定PWM占空比为50%,试验结果表明:流经电磁阀的保持电流仅为开启电流的1/2,既能保证电磁阀正常开启,又避免了电磁阀处于高负载工作状态,有效地验证了该节能控制方案的正确性。

关键词： PWM 反作用控制系统电磁阀节能控制

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航天飞机轨道器的反作用控制系统推力器

控制工程 1986年第2期 35-44页

作者： Donald C. C.S.Hill 王宏年

航天飞机轨道器上用的反作用控制系统主推力器(RCS-PT)和游动推力器(RCS-VT)装在航天飞机轨道器反作用控制分系统和后推进分系统上。这些推力器为航天飞机姿态控制和三轴转移提供推力。推力器的可靠性高,重量轻,操作维护简单。本文提出... 详细信息

航天飞机轨道器上用的反作用控制系统主推力器(RCS-PT)和游动推力器(RCS-VT)装在航天飞机轨道器反作用控制分系统和后推进分系统上。这些推力器为航天飞机姿态控制和三轴转移提供推力。推力器的可靠性高,重量轻,操作维护简单。本文提出了推力器的试验结果,并介绍了推力器的设计。R-40A 型 RCS-PT 的验证比冲已经超过280秒,R-1E-3型 RCS-VT 的验证比冲为272秒。两种推力器都采用加涂层的 C-103铌合金燃烧室和尾喷管,外面包了一层 dynaflex 绝热材料。RCS-PT 上用的单路液压作动阀和 RCS-VT 上用的电磁阀其响应重复性好,能满足航天飞机的精控要求。推力器采用互击式喷注器,能使推进剂迅速而有效地点火燃烧。两种推力器的喷注器上都安装了一个综合的测量和控制盒。测量和控制盒中装有电弧抑制电路、燃烧室压力传感器、喷注器温度敏感器、电加热器和控制器以及电气接插件。本文将对这些部件作全面介绍。

关键词：推力器喷注器 RCS 推进剂反作用控制系统航天飞机轨道器

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基于脉宽调制的反作用控制系统技术

信息与电子工程 2012年第4期10卷 446-450页

作者：周宇黄一敏孙春贞南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016

反作用控制系统(RCS)技术是高超声速飞行器再入初期主要的姿态控制手段,与常规舵面操纵相比,RCS输出为一离散力矩,这给连续系统控制带来困难。基于RCS的离散工作特性,采用脉宽调制(PWM)技术设计控制器。首先把RCS当作连续力矩输出,在连... 详细信息

反作用控制系统(RCS)技术是高超声速飞行器再入初期主要的姿态控制手段,与常规舵面操纵相比,RCS输出为一离散力矩,这给连续系统控制带来困难。基于RCS的离散工作特性,采用脉宽调制(PWM)技术设计控制器。首先把RCS当作连续力矩输出,在连续系统控制下进行姿态反馈律设计。然后再根据脉宽调制算法把连续的控制量调制成离散控制量,控制RCS开启状态和开启时间。并根据离散控制理论分析了PWM控制器的稳定性。仿真结果表明,PWM控制器能够保证控制的稳定性和±1°姿态控制精确度,并较好地实现RCS对飞行器姿态运动的控制。

关键词：高超声速飞行器反作用控制系统脉宽调制稳定性

气动舵面/RCS复合控制系统构型设计与仿真

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航空学报 2016年第S1期37卷 106-111页

作者：鹿存侃胡永太西安飞行自动控制研究所飞控部西安710068

针对空天飞行器再入段异构执行机构复合控制问题,基于气动舵面和反作用推力器的特性,提出了适用于空天飞行器的3种气动舵面与反作用控制系统的复合控制构型:指令型、力矩型、指令误差型,以及相应的控制律设计方法,在此基础上完成空天飞... 详细信息

针对空天飞行器再入段异构执行机构复合控制问题,基于气动舵面和反作用推力器的特性,提出了适用于空天飞行器的3种气动舵面与反作用控制系统的复合控制构型:指令型、力矩型、指令误差型,以及相应的控制律设计方法,在此基础上完成空天飞行器再入段的控制系统设计。仿真结果表明,3种构型的复合控制系统均能满足指令跟踪性能要求,其中指令型复合控制系统气动舵工作最为平稳,推力器开启频次最少。从工程应用的角度出发,指令型复合控制系统的综合性能最为理想。

关键词：空天飞行器复合控制控制分配反作用控制系统控制构型

卫星姿态控制和反作用控制用单组元推进剂供应系统的落压过程和水击过程

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火箭推进 1998年第4期24卷 52-59页

作者：肖明杰

本文对卫星姿态控制和反作用控制用单组元推进剂供应系统的落压特性和水击特性进行了试验研究,并用理论模型模拟了落压过程,计算结果与试验数据非常吻合。试验测得的过滤器和隔离阀的摩擦系数是与压力有关的,这些组件的压降与其入口压... 详细信息

本文对卫星姿态控制和反作用控制用单组元推进剂供应系统的落压特性和水击特性进行了试验研究,并用理论模型模拟了落压过程,计算结果与试验数据非常吻合。试验测得的过滤器和隔离阀的摩擦系数是与压力有关的,这些组件的压降与其入口压力的相关关系必须予以考虑,以便获得准确的模拟解。在推进剂供应系统落压式工作的初始阶段,系统中压力下降的速度很快。隔离阀对水击压力波有显著影响,它提高了水击压力波的峰值和频率。

关键词：姿态控制反作用控制系统单组元推进系统落压水击

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再入飞行器的RCS控制系统设计

固体火箭技术 2017年第4期40卷 511-516页

作者：郭建国张添保周军王国庆西北工业大学精确制导与控制研究所西安710072 中国运载火箭技术研究院研发中心北京100076

针对再入飞行器初始再入段的发动机反作用控制系统(RCS)控制精度问题,提出了一种新型发动机控制方法。首先,将飞行器模型分为慢回路和快回路分别进行控制器设计,采用非线性干扰观测器(DOB)来获取不确定项的估计值,并使用反演法及滑模控... 详细信息

针对再入飞行器初始再入段的发动机反作用控制系统(RCS)控制精度问题,提出了一种新型发动机控制方法。首先,将飞行器模型分为慢回路和快回路分别进行控制器设计,采用非线性干扰观测器(DOB)来获取不确定项的估计值,并使用反演法及滑模控制方法设计了飞行器的慢回路和快回路控制律;其次,采用线性规划方法来获取最优RCS指令分配方案;在此基础上,对传统PWPF调制器进行改进,提出了积分补偿型PWPF调制器(IPWPF),采用描述函数法证明了该IPWPF的调制稳定性;最后,通过仿真验证了该方法相比于传统的控制方法具有较高的控制精度。

关键词：再入飞行器反作用控制系统干扰观测器滑动模态脉冲调制器