[发明专利]滑翔飞行器的纵向轨迹控制增益的确定方法

权利要求书

1.一种滑翔飞行器的纵向轨迹控制增益的确定方法，包括：

根据滑翔飞行器的纵向控制模型确定滑翔飞行器的简化高度控制模型

  公式1

其中，x₁＝h，x₂＝V·Θ，h为滑翔飞行器的高度，为滑翔飞行器的高度变化率，V为速度，Θ为滑翔飞行器的弹道倾角，m为滑翔飞行器的质量，F为滑翔飞行器受到的气动力即控制量，和分别为x₁和x₂的一阶导数；

根据简化高度控制模型，确定该简化高度控制模型的最优的控制量满足：

其中，K＝[K_h K_Θ]为最优的控制量，K_h为高度控制增益，K_Θ为弹道倾角控制增益。

2.根据权利要求1所述的滑翔飞行器的纵向轨迹控制增益的确定方法，进一步包括步骤：

采用线性二次型调节器LQR算法，确定最优的控制量K中的高度控制增益K_h和弹道倾角控制增益K_Θ。

3.根据权利要求2所述的滑翔飞行器的纵向轨迹控制增益的确定方法，步骤包括：

根据确定的高度控制增益K_h和弹道倾角控制增益K_Θ，按照公式6的纵向轨迹跟踪控制律对滑翔飞行器进行控制，

  公式6

其中，M为滑翔飞行器质量，g为重力加速度，ΔH为高度误差，ΔH＝(H_x-H_cx)，H_x为实际飞行高度，H_cx为指令高度，Δθ_d为当地弹道倾角误差，Δθ_d＝(θ_d-θ_dcx)，θ_d为当地弹道倾角，θ_dcx为当地弹道倾角指令，a为地球长半轴，V_d为滑翔飞行器的实时速度，F_yc是滑翔飞行器的高度方向所需的控制 力。

4.根据权利要求2所述的滑翔飞行器的纵向轨迹控制增益的确定方法，其中，当滑翔飞行器的质量m为600kg时，根据LQR算法确定的最优控制量为：

K＝[K_h K_Θ]＝[5.29 79.4]。

5.根据权利要求1所述的滑翔飞行器的纵向轨迹控制增益的确定方法，根据滑翔飞行器的纵向控制模型确定滑翔飞行器的高度控制模型包括：

根据滑翔飞行器在滑翔段飞行过程的当地弹道倾角接近零的因素，对公式3表示的滑翔飞行器的纵向控制模型进行简化，获得简化的纵向控制模型(公式4)，

  公式3，

  公式4

其中，C_L为升力系数，ρ为大气密度，S为飞行器参考面积，m为滑翔飞行器质量，为弹道倾角变化率，h为滑翔飞行器的高度，a为地球半径，g为重力加速度，σ为滑翔飞行器的倾侧角；

令x₁＝h，忽略项的影响，将简化的纵向控制模型转化为公式5表示的状态方程：

  公式5

其中，为常项；

忽略公式5表述的状态方程的常项，确定简化的高度控制模型：

  公式1。