航天飞行动力学大作业

问题描述

导弹质量m0=320kg,转动惯量Jz=315kg.m2,发动机推力P=2000N,质量秒消耗量ms=0.46kg/s,初始速度V0=250m/s,初始位置x0=0m,初始高度H0=7000m,初始弹道倾角θ=0。,初始俯仰角ϕ0=0。,初始攻角α0=0。,初始俯仰角速度ϕ˙0=0rad/s,初始速度V0=250m/s,参考面积Sref=0.45m2,参考长度Lref=2.5m,升力系数 Cy=0.25α+0.05δz,(角度单位为度).阻力系数Cx=0.2+0.005α2,(角度单位为度).俯仰力矩系数mz=−0.1α+0.024δz, (角速度单位rad/s).阻尼力矩系数mωzz=−2, (角速度单位rad/s).升力Y=CyqSref,阻力X=CxqSref,俯仰力矩Mz=mzqSrefLref,动压q=12ρV2,大气密度ρ计算公式：

ρ0=1.2495

T0=288.15

T=T0−0.0065H

ρ=ρ0(TT0)4.25588

1）飞行方案 (x<9100m)

H∗=2000cos(0.000314∗1.1x)+5000

δz=kϕ∗(H−H∗)+kϕ˙∗(H˙−H˙∗)

ms=0.0kg/s

2）飞行方案 (9100m<x<24000m)

H∗=3050m

δz=kϕ∗(H−H∗)+kϕ˙∗H˙

ms=0.46kg/s

3）飞行方案 (x>24000m且y>0m)
目标位置为xm=30000m
采用比例导引法

弹道部分具体要求
1） 计算纵向理想弹道，采用瞬时平衡假设

mαzα+mδzzδz=0

2）不考虑气动力下洗影响，计算飞行器的纵向短周期扰动的动力系数，并分析其在各时间点的自由扰动的稳定性，并计算在各个特征秒弹体传递函数Wϕδ(s),Wnyδ(s)

根据理想弹道的调试好的参数按下列要求,进行计算,看看结果变化,分析一下原因
3) 三自由度计算(将瞬时平衡方程更换为旋转动力学方程)

Jzdωzdt=Mz

4)考虑舵机和高度表的传递函数
舵偏传递函数：

Gδz=ω2ns2+2ξωns+ω2n

|δz<=15。|

ωn=150

ξ=0.7

高度表传递函数：

GH=1Ts+1

T=0.05s

问题解答

详细实验报告及代码见链接：航天飞行动力学大作业