[发明专利]鸭式气动布局导弹的滚转控制方法、系统及介质

说明书

本发明提供了一种鸭式气动布局导弹的滚转控制方法、系统及介质，包括：滚转运动隔离步骤：利用分别与弹体的前段(11)和弹体的后段(12)固连的滚转陀螺测量前后相对运动转速，乘以电机反电动势系数获得反电动势，前馈到电机控制输入，实现前后段滚转运动隔离；滚转稳定控制步骤：令陀螺测量弹体前段滚转角速度，比例积分控制器根据获得的弹体前段滚转角速度形成反馈信号，再经控制增益调节和功率放大形成稳定控制输入，驱动电机输出控制力矩，实现弹体前段滚转稳定。本发明解决了鸭舵洗流的干扰力矩问题，同时通过反馈回路控制弹体前段滚转稳定，避免弹体旋转给制导控制组件工作带来的不利影响。

技术领域

本发明涉及导弹控制领域，具体地，涉及一种鸭式气动布局导弹的滚转控制方法。

背景技术

鸭式气动布局是各类弹箭兵器所采用的一种重要气动布局方式，其控制执行机构在弹体的前段，有利于导弹总体的结构布局、简化设计；相比于正常式布局，鸭舵的响应速度快，舵偏产生正升力，控制效率更高。尽管如此，鸭舵的滚转控制效率低，舵面洗流作用于弹体尾翼产生扰动力矩，可能导致滚转控制反效，给鸭式气动布局导弹的总体设计带来很大困难。鸭式气动布局导弹的滚转控制方式主要由以下几种：

(1)使弹体飞行中绕纵轴旋转，滚转通道不控制，如美国的RAM舰空导弹、Stinger便携式防空导弹等，该方法对导弹的制导控制装置提出了特殊要求，必须能够在较大的弹体滚转速度下工作；

(2)尾翼安装陀螺舵对滚转运动进行被动阻尼(无伺服控制)，降低飞行中的滚转角速度，如美国的AIM-9 Sidewinder空空导弹，该方法仅适用于尾翼较大的情况；

(3)采用独立的滚转控制舵面，如俄罗斯的R-73空空导弹尾翼后沿增加了滚转舵、以色列的Python5空空导弹在俯仰鸭舵后增加了一对滚转控制表面，该方法的缺点是控制系统复杂；

(4)通过鸭舵进行三通道控制，通过自由滚转尾翼或尾段消除鸭舵洗流导致的滚转扰动力矩，如法国的Magic空空导弹、美国的GMLRS火箭弹，该方法具有一定优势，但鸭式三通道控制实现复杂，对于弹径较小的弹体设计困难。

因此，需要提出一种新的鸭式气动布局导弹滚转控制方案，集中发挥优势，达到以下4个目的：

(1)解决鸭舵洗流作用于尾翼引起的滚转干扰力矩；

(2)简化控制系统设计；

(3)能避免弹体旋转导致制导控制组件设计困难；

(4)适用于各类鸭式气动布局弹箭，特别是小弹径、筒式发射。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种鸭式气动布局导弹的滚转控制方法、系统及介质。

根据本发明提供的一种鸭式气动布局导弹的滚转控制方法，包括：

滚转运动隔离步骤：利用分别与弹体的前段和弹体的后段固连的滚转陀螺测量前后相对运动转速，乘以电机反电动势系数获得反电动势，前馈到电机控制输入，实现前后段滚转运动隔离；

滚转稳定控制步骤：令陀螺测量弹体前段滚转角速度，比例积分控制器根据获得的弹体前段滚转角速度形成反馈信号，再经控制增益调节和功率放大形成稳定控制输入，驱动电机输出控制力矩，实现弹体前段滚转稳定。

优选地，所述弹体包括：

前段、后段、鸭舵系统、尾翼、电机的转子、定子、导电滑环；

鸭舵系统设置于前段上，尾翼设置于后段；

前段和后段通过电机伺服控制装置连接；

电机的转子与前段连接，定子与后段连接,前段和后段通过导电滑环进行电信号传输。

优选地，所述滚转运动隔离步骤：