[发明专利]一种可回收运载火箭落点控制方法

说明书

本发明涉及一种可回收运载火箭落点控制方法，包括陆前开机控制、着陆前高度控制、着陆前水平位置控制、着陆前关机控制；陆前开机控制是基于落点坐标系进行迭代计算，若计算到vyfssubgt;i/subgt;不大于零，则进行下一次迭代；当计算到vyfssubgt;i/subgt;大于零时，判断当前yfssubgt;i/subgt;是否小于零，若是，则发动机开机；否则，发动机不开机；结束迭代；着陆前高度控制是通过迭代计算，计算得到vyfssubgt;i/subgt;大于零或yfssubgt;i/subgt;小于零时，判断vyfssubgt;i/subgt;是否小于vsubgt;mx/subgt;，若是，则结束迭代；若否，对目标视加速度则进行更新；基于目标视加速度Wsubgt;ax,j+1/subgt;调整发动机推力，然后进行下一次迭代计算。本方法中控制指令计算量较小，制导回路稳定性高，具有较高的工程应用价值。

技术领域

本发明属于火箭回收技术领域，具体涉及一种可回收运载火箭落点控制方法。

背景技术

随着商业航天的快速发展，降低运载火箭的发射成本是火箭公司的主要技术发展方向之一。一般火箭发动机占火箭的大部分成本，一子级的发动机芯级最多，回收火箭一子级是目前国内外火箭回收的主要技术方案，国内外的各商业火箭公司也主要是采用回收一子级的技术方案。

运载火箭一子级分离后，经历大气层外的减速飞行段、大气层内的气动减速飞行段以及着陆前减速飞行段。大气层外的减速飞行段主要是依据飞行位置及速度信息，进行发动机点火进行减速，使飞行的理论落点满足着陆点要求；大气层内的气动减速飞行段主要是利用气动阻力进行减速飞行，并利用气动力控制飞行姿态，一般采用栅格舵或气动阻力板进行姿态控制，使一子级按照标准弹道进行飞行；着陆前减速飞行段主要是依据飞行过程中的位置和速度信息，适时进行位置控制和发动机点火控制，修正大气层内的气动减速飞行段的速度和位置误差，使一子级按照理论落点要求进行精确落点控制。

在着陆前减速飞行段，由于发动机推力调节能力和调节范围有限、飞行过程中受大气层内各种气流干扰影响，要使火箭满足着陆要求，控制难度较大，特别是着陆前的位置和速度控制，是着陆前减速飞行段的控制难点。

发明内容

针对上述火箭着陆前减速飞行段控制难度较大的问题，本发明提出一种可回收运载火箭落点控制方法，本方法中控制指令计算量较小，制导回路稳定性高，具有较高的工程应用价值。

为实现上述目的，本发明采用的具体技术方案为：

一种可回收运载火箭落点控制方法，包括：

着陆前开机控制：建立落点坐标系，基于落点坐标系进行迭代计算，若计算到vyfs_i不大于零，则进行下一次迭代；当计算到vyfs_i大于零时，判断当前yfs_i是否小于零，若是，则发动机开机；否则，发动机不开机；结束迭代；

vyfs_i为火箭在落点坐标系y轴方向的速度，yfs_i为火箭在落点坐标系y轴方向的高度；落点坐标系y轴垂直于发射方向，指向天为正；

着陆前高度控制：进行迭代计算，计算得到vyfs_i大于零或yfs_i小于零时，判断|vyfs_i|是否小于v_mx，若是，则结束迭代；若否，对目标视加速度则进行如下更新：

W_ax,j+1为火箭在落点坐标系y轴方向目标视加速度，v_mx为速度判断的门限值，k_ax为视加速度的调整系数；

基于目标视加速度W_ax,j+1调整发动机推力，然后进行下一次迭代计算。