[发明专利]用于捕获轨迹试验中的外挂物控制律的模拟方法

说明书

本发明公开一种用于捕获轨迹试验中的外挂物控制律的模拟方法。实现机载外挂物在亚跨超声速流动条件下的有控轨迹模拟。通过对三自由度舵偏的计算更好地模拟真实的气动影响，以此来达到提高轨迹捕获精度的目的。方法采用虚拟舵偏方式，根据预测的外挂物舵偏和试验得到的舵效，将舵偏产生的影响量加入到轨迹预测中去。该方法可模拟外挂物控制律对外挂物轨迹的影响，作用于轨迹捕获试验，实时影响气动结果和生成的轨迹。通过虚拟舵偏与试验舵效计算分析，将产生的影响加入到轨迹预测中，从而提高轨迹预测的精度。

技术领域

本发明涉及风洞试验技术领域，具体涉及一种用于捕获轨迹试验中的外挂物控制律的模拟方法。

背景技术

风洞外挂物捕获轨迹试验是一种获取外挂物运动轨迹的试验技术，安装在多自由度试验系统上外挂物，在风洞流场环境下通过运动、测量得到外挂物的位姿轨迹等信息，风洞外挂物捕获轨迹试验可以模拟外挂物自载体投放或发射分离后的飞行轨迹。由于风洞尺寸的限制，外挂物模型尺寸较小，舵面不能够实际偏转变化，与外挂物实物飞行状态有差别，而其舵面偏转变化在多体分离过程中与周围空间流场和气动力变化具有相互作用，从而对外挂物发射或投放方位的准确性有很大影响。

发明内容

为了在风洞外挂物捕获轨迹试验中研究外挂物控制舵偏对实时飞行轨迹的影响，本发明提供一种用于捕获轨迹试验中的外挂物控制律的模拟方法，模拟外挂物舵偏对实时轨迹影响，提高轨迹捕获试验精度。

本发明所采用的技术如下：一种用于捕获轨迹试验中的外挂物控制律的模拟方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、外挂物轨迹点预估位置解算，轨迹点瞬时加速度、角速度、角度解算获取，外挂物预估轨迹实时定位；

步骤2、风洞实测指定流场内外挂物实时六元天平受力，进行气动解算；

步骤3、采用虚拟舵偏方式，外挂物舵偏解算；

步骤4、舵偏与气动力结合，进行外挂物舵效实时解算；

步骤5、变步长外挂物舵效迭代式轨迹点修正。

本发明还具有如下技术特征：

1、如上的步骤1具体如下：

F为轨迹点瞬时加速度：F＝coe×qs×refS

式中，coe为气动力系数，qs为指定高度上速压，refS为参考面积；

alpha_e为外挂物攻角，计算公式如下：

式中，φ_w、θ_w、ψ_w为外挂物相对载机风轴系的三个角位移；

kkthita_e为外挂物俯仰角，即外挂物X轴与水平面的夹角：

kkthita_e＝θ_w

psi_e为外挂物航向角，即外挂物X轴在水平面内的投影与飞机X轴在水平面内的投影的夹角：

psi_e＝ψ_w+β

式中，β为侧滑角；

gama_e为外挂物横滚角，即外挂物纵向对称面与过外挂物X轴的铅垂面之间的夹角：

gama_e＝φ_w

d_{kkthita_e}、d_{psi_e}、d_{gama_e}外挂物俯仰角变化率、航向角变化率、横滚角变化率：