[发明专利]一种利用双惯组进行弹性振荡抑制的方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于弹性振荡抑制技术领域，具体涉及到一种利用双惯组进行弹性振荡抑制的方法及系统。

背景技术

国内目前运载器弹性振荡抑制的方法一般均采用滤波器的措施，常使用的滤波器为低通滤波器和陷波滤波器。低通滤波器对硬件的相位特性要求很高，而陷波滤波器则要求弹性频率大于稳定系统剪切频率5倍以上。在此背景下，提出一种弹性振荡自适应控制方法，然而现有弹性振荡自适应控制方法在弹性信息过大的状态下弹性信息抑制能力较差，甚至会出现姿态控制系统发散的情况。

因此需要提出一种改进的弹性振荡抑制方法，在保持对弹性振荡阻断的能力的基础上，避免现有技术在弹性信息过大的状态下发散的缺陷。

发明内容

针对现有技术的缺陷和技术需求，本发明提供了一种利用双惯组进行弹性振荡抑制的方法及系统，可解决现有弹性振荡自适应控制方法在弹性信息过大的状态下弹性信息抑制能力差、甚至出现姿态控制系统发散的缺陷。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种利用双惯组进行弹性振荡抑制的方法，所述方法包括以下步骤：

S1、双惯组中第一惯组和第二惯组分别采集运载器角速率信息omg0和omg1；

S2、根据采集的运载器角速率信息omg0和omg1获取线性加权系数K：

K＝K0+int[C*sign(omg_in1)*omg_in2]，

其中，K0＝k00/(k00-k10)，k00为运载器发动机点火前第一惯组所处位置上的振型斜率；k10为发动机点火前第二惯组所处位置上的振型斜率；

函数int(x)表示对自变量x的积分，初始值为0；

函数sign(x)表示对自变量x取符号，当x为正值时，sign(x)＝1；当x为负值时，sign(x)＝-1；

C为收敛因子；

omg_in1＝omg0-omg1，

omg_in2＝omg0-K(omg0-omg1)-notch(omg0)；

函数notch(x)为陷波滤波器，其传递函数为

notch＝(S2+2*0.02*wn*S+wn2)/(S2+2*0.96*wn*S+wn2),

wn为运载器的固有频率；

S3、根据线性加权系数K获取阻断了弹性振荡后的真实弹体角速率omg＝omg0-(omg0-omg1)K。

相应地，本发明还提供了一种利用双惯组进行弹性振荡抑制的系统，所述系统包括双惯组、线性加权模块和真实弹体角速率获取模块：

所述双惯组中第一惯组和第二惯组分别用于采集运载器角速率信息omg0和omg1；

所述线性加权模块用于根据采集的运载器角速率信息omg0和omg1获取线性加权系数K：

K＝K0+int[C*sign(omg_in1)*omg_in2]，

其中，K0＝k00/(k00-k10)，k00为运载器发动机点火前第一惯组所处位置上的振型斜率；k10为发动机点火前第二惯组所处位置上的振型斜率；

函数int(x)表示对自变量x的积分，初始值为0；

函数sign(x)表示对自变量x取符号，当x为正值时，sign(x)＝1；当x为负值时，sign(x)＝-1；

C为收敛因子；

omg_in1＝omg0-omg1，

omg_in2＝omg0-K(omg0-omg1)-notch(omg0)；

函数notch(x)为陷波滤波器，其传递函数为

notch＝(S2+2*0.02*wn*S+wn2)/(S2+2*0.96*wn*S+wn2),

wn为运载器的固有频率；

所述真实弹体角速率获取模块用于根据线性加权系数K获取阻断了弹性振荡后的真实弹体角速率omg＝omg0-(omg0-omg1)K。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：本发明方法和系统利用双惯组采集的不同信息，进行加权系数的线性叠加从而输出只有微弱弹性信息的惯组数据，阻断了弹性振荡对飞行器姿态控制系统的不利影响。本发明方法具有算法简单，易于工程实现的优点。

附图说明

图1为本发明方法工作流程图；

图2为本发明方法控制原理框图；

图3(a)为利用本发明方法进行仿真得到的加权系数效果图；

图3(b)为利用本发明方法进行仿真得到的输出角速率效果图；