01
绪论：火箭级间分离的背景与意义
分离过程的物理挑战 · 控制逻辑建模的总体思路
背景物理挑战
02
坐标系与运动学基础
常用坐标系定义 · 欧拉角与姿态描述 · 运动学方程
坐标系欧拉角
03
分离动力学建模
分离体受力分析 · 多体动力学方程 · 约束力与铰链
动力学多体
04
分离机构与干扰建模
弹簧分离机构 · 爆炸螺栓模型 · 分离冲击载荷
机构冲击
05
控制逻辑基础
状态机设计 · 时序控制逻辑 · 事件触发机制
状态机时序
06
姿态控制律设计
PD控制器设计 · 角速率反馈 · 姿态稳定判据
PD稳定
07
推力矢量控制（TVC）
摆动喷管模型 · 伺服机构动态 · TVC控制律
TVC伺服
08
反作用控制系统（RCS）
冷气推力器 · 脉宽调制 · RCS分配逻辑
RCSPWM
09
分离时序设计
关键事件时间线 · 冗余触发 · 故障时序调整
时序冗余
10
仿真环境搭建
MATLAB/Simulink框架 · 模块化建模 · 参数化配置
Simulink仿真
11
气动参数建模
气动系数插值 · 动压马赫数 · 气动干扰力矩
气动插值
12
质量特性变化建模
质心偏移 · 转动惯量变化 · 质量突变处理
质量质心
13
传感器建模
陀螺仪与加速度计 · 测量噪声延迟 · 故障注入
传感器噪声
14
执行机构建模
伺服阀动态 · 推力器响应延迟 · 饱和特性
执行器饱和
15
蒙特卡洛仿真方法
随机参数生成 · 统计结果分析 · 鲁棒性评估
蒙特卡洛鲁棒
16
分离安全性分析
碰撞风险评估 · 最小安全距离 · 分离窗口
安全碰撞
17
控制逻辑验证方法
MIL/SIL/HIL测试 · 模型在环 · 硬件在环
验证MIL
18
故障模式与影响分析（FMEA）
典型故障模式 · 故障树分析 · 冗余设计
FMEAFTA
19
多级火箭分离策略
串联级间分离 · 并联助推器 · 星箭分离对比
多级策略
20
热分离与冷分离
热分离动力学 · 冷分离特点 · 工程选型依据
热分离冷分离
21
分离过程中的羽流效应
发动机羽流影响 · 羽流撞击力建模 · 防护设计
羽流撞击
22
弹性振动与耦合
箭体弹性振动 · 姿态控制耦合 · 滤波器设计
弹性耦合
23
制导指令对分离的影响
制导终端条件 · 分离时刻姿态 · 制导与控制协调
制导协调
24
分离仿真可视化
三维动画仿真 · 关键参数曲线 · 数据后处理
可视化动画
25
典型案例分析
猎鹰9号 · 长征系列 · 联盟号火箭分离
猎鹰9长征
26
控制逻辑优化方法
参数整定 · 遗传算法 · 多目标优化
优化遗传
27
实时操作系统与嵌入式实现
VxWorks/RTOS · 任务调度 · 时间同步
RTOS嵌入式
28
地面试验验证
分离试验设计 · 测量方案 · 数据采集分析
试验测量
29
适航与可靠性要求
GJB/NASA标准 · 可靠性分配 · 寿命评估
适航可靠性
30
课程总结与展望
关键技术总结 · 可重复使用火箭分离 · 学习路径
总结展望