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《飛行器再入動力學(xué)建模與仿真》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目飛行器再入動力學(xué)建模與仿真專業(yè)名稱自動化學(xué)生姓名楊玉成指導(dǎo)教師石國祥畢業(yè)時間2014年06月設(shè)計(jì)論文畢業(yè)任務(wù)書一、題目飛行器再入動力學(xué)建模與仿真二、指導(dǎo)思想和目的要求為研究飛行器再入大氣層返回地球時的質(zhì)心運(yùn)動規(guī)律，需要對飛行器進(jìn)行動力學(xué)建模并仿真分析。它與再入式飛行器的工程設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用有著非常密切的關(guān)系：(1)再入運(yùn)動建模是飛行器型號設(shè)計(jì)的重要理論基礎(chǔ)；(2)是分析再入飛行性能、使用條件的重要手段；(3)與飛行器的總體設(shè)計(jì)、制導(dǎo)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有密切關(guān)系；(4)是研究飛行器可靠性、精度、效能和
2、飛行規(guī)劃的理論基礎(chǔ)。飛行器再入動力學(xué)建模與仿真的主要目的是：推導(dǎo)飛行器再入運(yùn)動方程，得到關(guān)于飛行狀態(tài)變量的微分方程組；研究計(jì)算機(jī)仿真方法，仿真求解運(yùn)動方程，得到再入飛行軌跡。三、主要技術(shù)指標(biāo)研究對象為無推力的升力式再入飛行器進(jìn)入靜止地球大氣的再入問題，綜上假設(shè)：(1)飛行器為無動力返回的質(zhì)點(diǎn)；(2)側(cè)滑角為0，即飛行器所受側(cè)向力為0；(3)地球是一個繞自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的均勻球體，地球引力場遵循平方反比引力定律；(4)大氣層相對地球是靜止的，隨地球一起旋轉(zhuǎn)。在上述假設(shè)條件下確立建模參考坐標(biāo)系，分析飛行器受力情況，梳理再入過程狀態(tài)變
3、量關(guān)系，推導(dǎo)建立再入運(yùn)動微分方程組。忽略牽連加速度和科氏慣性力的影響，即不考慮地球自轉(zhuǎn)的情況時簡化再入運(yùn)動方程。進(jìn)而選擇合適的仿真算法，對微分方程組進(jìn)行數(shù)值求解，作圖分析再入軌跡。四、進(jìn)度和要求周次設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及要求1～3查閱相關(guān)文獻(xiàn)，完成開題報(bào)告4～5確定參考坐標(biāo)系，進(jìn)行再入過程的力學(xué)分析6～8推導(dǎo)并建立再入運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型9～11研究仿真算法，簡化再入模型12～14編寫再入模型仿真程序14～15根據(jù)給定飛行器參數(shù)進(jìn)行再入軌跡的仿真，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文16整理資料，準(zhǔn)備答辯五、主要參考書及參考資料[1]趙漢元.飛行器再入
4、動力學(xué)和制導(dǎo)[M].國防科技大學(xué)出版社,1997.[2]廖海君.天基再入高超聲速飛行器制導(dǎo)方法研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué).2010,8-20.[3]王威.高超聲速飛行器滑翔段制導(dǎo)方法研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué).2010,23-27.[4]李健,候中喜,劉新建等.基于擾動大氣模型的乘波構(gòu)型飛行器再入彈道仿真[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào).2007,19(14):3283-3285,3334.[5]李海城.亞軌道飛行器返回軌道設(shè)計(jì)[D].西安:西北工業(yè)大學(xué).2007,39-54.學(xué)生楊玉成指導(dǎo)教師石國祥系主任史儀凱摘要為
5、研究飛行器再入大氣層返回地球時的質(zhì)心運(yùn)動規(guī)律，需要對飛行器進(jìn)行動力學(xué)建模并仿真分析。再入式飛行器主要包括彈道導(dǎo)彈再入機(jī)動彈頭、返回式衛(wèi)星、載人飛船和航天飛機(jī)。本文主要研究再入航天器再入大氣層時的運(yùn)動規(guī)律。本課題的主要工作是：推導(dǎo)飛行器再入運(yùn)動方程，得到關(guān)于飛行狀態(tài)變量的微分方程組；研究計(jì)算機(jī)仿真方法，仿真求解運(yùn)動方程，得到再入飛行軌跡。研究的重點(diǎn)是建立飛行器再入過程的三自由度運(yùn)動模型。將再入飛行器看做質(zhì)點(diǎn)，在無推力的情況下，推導(dǎo)其只有重力和氣動力作用時的飛行狀態(tài)數(shù)學(xué)表達(dá)式。其中計(jì)算氣動力作用時，需要對飛行器氣動參數(shù)進(jìn)行插值
6、，確定飛行器氣動特性，并建立合適的大氣密度模型，代入飛行器再入運(yùn)動方程中進(jìn)行仿真。完成了縱向參考軌跡的設(shè)計(jì)。通過仿真得出所設(shè)計(jì)的算法能夠較快的生成縱向參考軌跡，可以滿足再入高超聲速飛行器再入時對軌跡生成時間的要求。并最終繪制出三維再入飛行軌跡仿真圖。關(guān)鍵字：航天器，再入，軌跡，建模，仿真ABSTRACTForthestudyofthemovementofthecenterofmassreentryvehicletoreturntoEarth'satmosphere,theneedforaircraftdynamicsmod
7、elingandsimulationanalysis.Reentryvehicleincludingballisticreentrymaneuveringwarheads,recoverablesatellites,mannedspacecraftandspaceshuttles.Thispaperstudiesthemovementofreentryspacecraftduringre-entry.Themainworkofthisprojectare:toderivetheequationsofmotionreentr
8、yvehicle,getsetonflightstatusvariabledifferentialequations;studycomputersimulationmethodstosolvetheequationsofmotionsimulationtoobtainre-entrytrajectory
