運載火箭智能控制

目　錄
第１章　緒論 １
１.１　運載火箭控制系統(tǒng)的設計理念歷程 １
１.１.１　基于偏差的運載火箭控制系統(tǒng)設計 １
１.１.２　基于有限故障的運載火箭控制系統(tǒng)設計 ２
１.１.３　基于全箭信息智能決策的運載火箭控制系統(tǒng)設計 ２
１.２　運載火箭制導與控制技術進展 ３
１.３　國內外運載火箭控制系統(tǒng)的差距分析. ４
１.４　運載火箭智能控制系統(tǒng)的概念 ６
參考文獻. ９
第２章　火箭控制系統(tǒng)建模及組成. １０
２.１　引言 １０
２.２　坐標系定義及轉換 １０
２.２.１　坐標系定義. １０
２.２.２　坐標系轉換關系及歐拉角定義. １１
２.３　運載火箭動力學與運動學模型. １４
２.３.１　火箭動力學方程. １５
２.３.２　火箭運動學方程. １９
２.３.３　火箭繞質心運動的動力學方程. ２０
２.３.４　火箭繞質心運動的運動學方程. ２２
２.４　運載火箭常用控制方法 ２３
目　錄
.Ⅳ　.
２.５　運載火箭控制系統(tǒng)主要組成和功能. ２５
參考文獻. ２６
第３章　運載火箭智能辨識 ２８
３.１　引言 ２８
３.２　智能辨識技術發(fā)展歷程 ２９
３.３　典型故障模式 ３１
３.３.１　發(fā)動機故障. ３１
３.３.２　姿態(tài)控制發(fā)動機系統(tǒng)故障. ３２
３.３.３　貯箱故障 ３３
３.３.４　陀螺儀故障. ３６
３.３.５　伺服機構故障 ３７
３.４　狀態(tài)辨識 ３８
３.４.１　線性氣動力辨識模型. ４２
３.４.２　氣動系數求解 ４２
３.４.３　遞推最小二乘估計 ４３
３.５　仿真 ４５
３.５.１　方法描述 ４６
３.５.２　面向控制的飛行器模型建立 ４７
３.５.３　控制器設計. ４８
３.５.４　仿真結果 ４９
參考文獻. ５２
第４章　運載火箭智能評估與決策. ５５
４.１　引言 ５５
４.２　基于需要速度模型的入軌能力評估方法. ５５
４.２.１　故障狀態(tài)下液體運載火箭能量損失分析. ５６
４.２.２　基于軌道約束的需要速度計算方法. ５７
運載火箭智能控制
.Ⅴ　.
４.２.３　基于需要速度模型的入軌能力實時在線評估方法. ５９
４.３　基于上升段快速外推計算的故障狀態(tài)入軌能力在線
評估方法 ６０
４.４　在線決策邏輯 ６７
４.５　仿真 ６７
參考文獻. ７７
第５章　運載火箭軌跡在線規(guī)劃 ７８
５.１　引言 ７８
５.２　基于改進間接法的大氣層內快速最優(yōu)軌跡規(guī)劃技術 ７９
５.２.１　性能指標 ７９
５.２.２　終端約束 ７９
５.２.３　哈密頓函數和極值條件 ８０
５.２.４　優(yōu)化計算模型 ８１
５.２.５　基于有限差分＋改進牛頓迭代數值求解算法. ８５
５.３　上升段凸優(yōu)化方法 ８７
５.３.１　模型序列補償方法 ８８
５.３.２　過程約束的序列凸化. ９２
５.３.３　凸模型下的大氣層內火箭軌跡規(guī)劃問題. ９４
５.３.４　離散線性凸最優(yōu)控制問題. ９６
５.３.５　模型補償序列凸規(guī)劃算法設計. １００
５.４　仿真 １０３
５.４.１　正常狀態(tài)上升段軌跡規(guī)劃仿真與分析 １０４
５.４.２　動力故障情況下火箭上升段軌跡自主規(guī)劃
仿真與分析. １１１
參考文獻 １１８
目　錄
.Ⅵ　.
第６章　智能控制. １１９
６.１　引言 １１９
６.２　自適應控制. １１９
６.２.１　簡介 １１９
６.２.２　自適應控制技術. １２０
６.３　智能控制 １２４
６.３.１　基本原理 １２４
６.３.２　智能控制技術 １２５
６.４　仿真分析 １３１
６.４.１　MATLAB自帶神經網絡模塊訓練算例. １３１
６.４.２　BP神經網絡訓練算例 １３３
參考文獻 １３７
第７章　智慧火箭控制實例. １３９
７.１　實例概述 １３９
７.２　芯一級推力下降故障及仿真 １３９
７.３　芯二級推力下降故障及仿真 １４１
７.４　小結 １４３