基于控制力矩陀螺的再入弹头姿态控制技术研究

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。