运载火箭的一种自适应姿态开环减载控制技术

修 观 匡东政 李 鑫 薛 宇

上海宇航系统工程研究所，上海201109

0 引言

运载火箭上升段飞行，需要穿越稠密大气，遭遇较大的高空风作用，形成较大的气动攻角和气动力，箭体在发动机控制力以及气动力的共同作用下产生弯矩。气动载荷的大小一般可以用|qα|来衡量。运载火箭的飞行减载技术是指使用弹道修正或主动控制的方法，降低运载火箭在高空风作用下的载荷，提高箭体结构强度的可靠性，也可减小箭体结构质量、提高运载能力[1-2]。

弹道修正补偿方法是指将具有统计规律的高空风或射前测量的高空风引入控制系统，以补偿高空风对运载火箭的影响。该方法的补偿效果依赖于风场数据的准确性[3-4]，难以有效应对高空风的实时变化。主动减载控制方法是指使用实测的攻角或者法横向过载作为反馈信息进入控制系统，使火箭箭体向气流方向偏转，减小火箭飞行过程中的气流攻角，降低气动载荷。

文献[1-2]分析了攻角估算反馈控制[5]、加速度反馈控制的不同减载控制效果，表明基于加速度反馈的减载控制是目前最常用的减载控制方法。它采用自抗扰技术，增强减载控制系统的抗干扰能力，提升减载控制效果。文献[6]提出基于信号辨识得到箭体绕质心的角加速度和惯组相对质心的位置，再用惯组处的视加速度减去箭体绕心转动产生的线加速度，获得箭体质心处视加速度，满足主动减载所需测量信号的需求。

本文研究了运……