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基于控制力矩陀螺的再入弹头姿态控制技术研究

吴忠  朱挺  魏孔明  
【摘要】:为提高再入弹头的机动突防能力,采用单框架控制力矩陀螺(SGCMG),替代气动舵面、矢量推力发动机等传统执行机构,产生姿态控制所需的力矩。在中性静稳定弹体的假设下,利用Lyapunov稳定性理论,设计了弹头姿态控制器。同时,采用带零运动的伪逆操纵律,将姿态控制器输出的控制力矩指令分解为SGCMG的框架角速率指令。与气动舵面、矢量推力发动机相比,由于SGCMG直接安装在弹体内部,不存在控制执行机构烧蚀问题,能保持弹头良好的气动外形。与质量滑块、动量轮相比,SGCMG输出力矩大,可满足再入弹头快速、大范围姿态机动的要求。对某导弹再入弹头的仿真结果表明,基于控制力矩陀螺的再入弹头姿态控制方案是可行的。

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