受扰运动方程.pptVIP

§2.4 受扰运动方程 火箭在实际飞行中，受到内外干扰 的作用处于受控状态。 分两类： 1）影响质心运动的干扰力。 2）影响绕质心运动的干扰力矩。 ; 弹（箭）按照给定弹道飞行，姿态控 制系统对飞行器施加程序角控制, 在干扰情况下保证飞行器姿态自动 稳定。; ——飞行器俯仰角，偏航角，滚动角 ;; ——姿态角角速度增益; 控制力和控制力矩为:; —— 火箭理论尖端至发动机摆动轴的距离 ; 受扰运动时动力学方程: ;; 需将合外力 中的各项力（表达式见P57-P60）变换到速度坐标系中，并代入前三个方程；将各项力矩变换到本体坐标系中，并代入后三个方程；即得到受扰运动动力学方程，见P60。解出状态参数转换到惯性坐标系. 各随机干扰力写出分解式，通常用均方和叠加（具体见P66）： ; 气动力矩是稳定力矩和阻尼力矩两部分组成. 气动阻尼力矩是飞行器旋转过程中产生. 具体见P58 2-64c ; 对于绕质心运动分析如下: 假定运动状态是小偏差变化，有: 根据小偏差化简下式:; 进行线性展开，忽略二阶项 姿态控制系统，在小干扰情况下， 可按照俯仰，偏航，滚动三个通道方 程进行分析。 具体推导详见书 P63; 俯仰通道误差方程:受扰运动与标准 运动相减, 由选出与俯仰运动有关的式子 组成,见P63 2-69. 依次类推偏航通道和滚动通道误差 方程. 这些误差方程是后面姿态控制系统 弹(箭)传递函数的基础. ; §2.5 飞行轨道 飞行轨道是飞行器质心在空间运动 所描述的轨迹。 弹道式飞行器（弹道导弹或运载火 箭）的飞行轨道由主动段、自由段和 再入段组成。 ;; 各段的特点： 主动段 —有效载荷（弹头、空间载 荷）被推力助推到需要的高度和 预 定的状态，与运载体分离。 自由飞行段—有效载荷在仅有引力作用 下按椭圆轨道飞行。火箭壳体或 弹头以自由飞行体的形式飞行。 再入段—有效载荷（弹头）或运载火箭 壳体受到气动力和地球引力影响。; 弹道式飞行轨道是利用主动段飞 行器的制导和控制系统获得的 ，在自由 飞行段对弹（箭）不加控制。 改变轨道形状的方法：对飞行器 施加程序角，并通过姿态控制系统完 成。 ; 2.5.1 主动段轨道方程 轨道方程: 一组确定飞行器质心运动轨 迹的动力学方程。; 建立轨道方程的坐标系通常有两种： 1) 相对地球坐标系----描述飞行器相对于 地球的运动，以此建立的方程便于 地面对飞行器测速定位，落点经纬 度确定。 2) 惯性坐标系 ----轨道运动方程参数容易 在惯性坐标系导出，而且便于惯性 制导研究。 主动段轨道方程如下：;受控飞行器姿态 控制方程; 由于 需要姿态角，