某可重复使用运载器伞降回收动力学与控制研究

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随着航空航天领域的技术进步与不断创新,空天飞机等宽域飞行器逐渐从理论研究转变为样机试验,也由此引出了对这类可重复使用运载器的回收降落相关问题研究。这类运载器的可重复使用的特征,决定了对其着陆回收系统的可靠性、安全性和稳定性具有更高的要求。本文以某型可重复使用运载器的伞降回收为背景,通过对运载器与物伞系统整体进行了受力分析,建立了运载器和物伞系统整体的六自由度动力学方程与运动方程。通过合理的假设,在Simulink中建立了竖直平面内的物伞系统多体动力学仿真模型,对不同开伞条件、不同降落姿态下的物伞系统进行仿真分析,通过计算结果得到不同条件下的降落轨迹,并分析了各种参数对开伞后运动状态的影响。通过分析模糊控制方法对水平姿态伞降回收过程进行姿态控制的优点和可行性,设计了用于俯仰和偏航角度控制的模糊控制器,并对受控状态下的物伞系统进行了动力学仿真计算,分析了在模糊控制条件下俯仰角与偏航角在开伞后的变化,并以此为基础,研究了模糊控制器在不同的输出论域下的控制效果。研究了有横侧向运动时物伞系统在三维空间中的运动,并研究了不同初始偏航角速度引起的横侧向位移以及飞行轨迹。
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