第173章 攻关
研究院三楼的大会议室里坐了二十多个人。
李国栋站在投影屏幕前面,屏幕上是一份任务分解表,从上到下分成三个大模块。最上面用红色標註了三个標题:姿態控制、推力调节、著陆缓衝。
“一个月。“李国栋说,“这是左总定的时间。如果我们能在一个月內拿出仿真验证结果,就可以带著数据去谈合作。如果拿不出来,谈判桌上就没有筹码。“
会议室里很安静。邱培坐在第一排,卫嘉在后面几排,马昊带了两个人坐在靠窗的位置,沈一鸣在角落。
左城站在门口,没有进去。他听完了李国栋的开场,转身走向楼梯间。
他不是来开会的。他是来干活的。
姿態控制这个模块,他心里有底。系统面板里的那枚叶片给出的算法框架,核心是一种分层递阶控制策略。底层用传统的pid做快速响应,上层用一个轻量级神经网络做扰动预测和参数自適应调整。
他把这套思路整理成了一份技术备忘录,前天晚上交给了李国栋。李国栋看完之后说:“这个框架比我们之前的方案超前至少一代。“
左城没有解释来源。他说:“先做验证。“
验证工作在仿真实验室里进行。邱培负责把左城的算法框架翻译成代码,卫嘉负责建立火箭返回段的动力学模型。
第一天,两个人对著一台显示器坐了八个小时,调试参数。
“姿態角跟踪误差,稳態值零点三度。“邱培看著屏幕上的曲线,“比传统pid小了一个数量级。“
“但这只是在理想条件下。“卫嘉说,“加上风扰和气动参数不確定性,还能不能保持这个精度,才是问题。“
左城在旁边站了一会儿,说:“扰动预测层里面有一个时间常数,从零点五秒改成零点三秒。“
邱培愣了一下:“你怎么知道要改这个参数?“
“试出来的。“左城说。
实际上不是试出来的。是那枚叶片里的算法框架自带的参数整定规则。规则里明確写了,在再入段的大气扰动环境下,时间常数要取零点三秒左右。
邱培按照他说的改了参数,重新跑了一遍仿真。结果出来,在加入百分之三十气动参数不確定性和每秒十五米的阵风扰动之后,姿態角跟踪误差仍然保持在零点五度以內。
“这个精度,够用了。“卫嘉说。
姿態控制模块的突破花了五天。接下来的推力调节模块更复杂。
发动机推力调节的核心难点在於,火箭回收过程中需要多次点火,每次点火的推力大小和持续时间都要精確控制。推力大了,火箭减速过度。推力小了,火箭砸到地上。
李国栋带著两个推进系统出身的工程师,连续熬了三个通宵,建了一套基於凸优化的推力规划算法。
“但有个问题。“李国栋在凌晨三点的会议室里说,“计算时间太长。实时控制的话,求解时间必须在五十毫秒以內,我们的算法现在需要两百毫秒。“
左城翻了翻算法文档,指了其中一个约束条件:“这个二阶锥约束可以去掉。“
“去掉之后可行域会变。“
“不会变太多。推力规划的物理约束主要是推力大小和推力变化率,这两个是线性的,保留就够了。二阶锥约束可以用叠代修正替代。“
李国栋让工程师按照左城的建议修改了算法。求解时间从两百毫秒降到了三十五毫秒。
最后一个模块是著陆缓衝。
马昊从无人系统事业部带来的两个工程师发挥了作用,他们借鑑了无人机著陆腿的摺叠缓衝机构,设计了一套四腿摺叠式著陆系统。
“著陆过载可以控制在三g以內。“马昊的工程师说,“三g是猎鹰九號的设计指標。“
三个模块全部完成之后,李国栋组织了一次全系统联合仿真。姿態控制、推力调节、著陆缓衝三个模块串在一起,模擬火箭从一级分离到垂直著陆的完整过程。
仿真从上午九点开始。
十一点半,结果出来了。
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