[发明专利]一种运载火箭半实物仿真试验惯组模拟方法

说明书

本发明涉及一种运载火箭控制系统半实物仿真试验惯组模拟的方法，在进行半实物仿真调试、测试及正式试验阶段，可用于替代真实惯组及转台进行仿真试验，另外还具备测试真实转台和惯组动态特性的功能，该方法接收动力学模型的姿态、速度、位置信号，解算得到惯组陀螺及加表测量信号，模拟出惯组及转台的主要功能，实现正常模式及故障模式下的开环、闭环半实物仿真试验，测出转台+惯组组合体的动态特性，并且该方法可对现有转台与惯组的动态特性进行测试和模拟，在测试试验时惯组模拟器可模拟转台和惯组的主要功能，由姿态、速度、位置生成加表和陀螺测量信息，在试验过程中可代替真实设备进行试验，显著降低成本，并降低试验复杂度，简化流程。

技术领域

本发明涉及运载火箭控制系统半实物仿真领域，具体涉及一种运载火箭半实物仿真试验惯组模拟方法。

背景技术

为了保证运载火箭控制系统半实物仿真试验的可靠与价值，惯组被普遍用于飞行及试验的高精度测量，通常还配置双惯组冗余。同时，闭环试验时还需配置大型高精度转台驱动惯组，这些配置大大增加了试验成本。

惯组、转台的动态特性对实时性要求极高的半实物仿真试验有很大影响。目前动态特性测试完全依赖专业的动态分析仪器，大大增加了试验成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种运载火箭半实物仿真试验惯组模拟方法，该模拟方法可以测出转台+惯组组合体的动态特性，并且可以代替真实设备进行试验，大大降低成本，具有更广阔的应用范围。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种运载火箭半实物仿真试验惯组模拟方法，包括如下步骤：

步骤(1)、每个时间周期采集外部发送的姿态、速度和位置信息，并将所述姿态、速度和位置信息输入给惯组传递函数，模拟惯组的动态特性，获得动态姿态、速度和位置信息；

步骤(2)、对所述动态姿态、速度和位置信息进行脉冲反算，得到陀螺脉冲增量和加表脉冲增量；

步骤(3)、对所述陀螺脉冲增量和加表脉冲增量进行故障注入，并将故障注入后的陀螺脉冲增量和加表脉冲增量周期性实时向外输出。

在上述运载火箭半实物仿真试验惯组模拟方法中，还包括进行惯组模拟器参数配置，所述惯组模拟器参数配置为根据需要模拟或者被测惯组的实际参数进行惯组模拟器参数配置，包括安装矩阵E_g、E_a，标度因数K_g、K_a，零偏D_g、D_a。

在上述运载火箭半实物仿真试验惯组模拟方法中，所述步骤(1)中惯组传递函数通过如下方法得到：

步骤(1.1)、每个时间周期将正弦激励信号通过转换矩阵转化为转台框角；

步骤(1.2)、采用所述转台框角控制转台运转，并实时采集惯组陀螺脉冲信号；

步骤(1.3)、将所述惯组陀螺脉冲信号进行导航计算得到姿态角信号，包括俯仰姿态角偏航姿态角ψ和滚动姿态角γ；

步骤(1.4)、根据所述姿态角信号与正弦激励信号得到惯组及转台组合体的惯组传递函数。

在上述运载火箭半实物仿真试验惯组模拟方法中，所述步骤(1.1)、(1.4)中的正弦激励信号包括俯仰、偏航和滚动姿态角的三个正弦信号，所述三个正弦信号分别根据如下正弦函数生成：

f(t)＝A×sin(w×t)

其中A为幅值，w为圆频率，t为模拟器本地时钟。