[发明专利]一种新型的弹射座椅程序控制方法

说明书

本发明公开一种新型的弹射座椅程序控制方法，属于航空弹射救生技术领域，该方法首先根据弹射座椅在低空不利姿态情况下弹射的安全救生要求，设计姿态控制方案，确定不同姿态控制方案的执行机构、控制参数和弹射状态参数；然后建立弹射座椅弹射全过程的数学模型及仿真程序，通过仿真得到使性能最优的样本点集，并用样本点集训练和测试BP神经网络，最后将得到的BP神经网络模型写入弹射座椅程序控制器。本发明可以有效避免对状态参数进行空间划分，不受弹射状态参数及控制参数数量的限制，并且保证在状态空间全局范围内控制参数的最优性。

技术领域

本发明涉及航空弹射救生技术领域，尤其涉及一种新型的弹射座椅程序控制方法。

背景技术

弹射座椅，是提供飞行员应急离机的主要救生装备。随着战斗机性能的不断提升，弹射状态也越来越复杂，对弹射座椅救生性能也提出了新的指标要求，即低空不利姿态弹射和高速弹射救生。为了满足新的救生性能要求，更多的设备(姿态火箭、推力矢量等)都会被应用在弹射座椅上，这就需要更多的被控参数，使得程序控制设计越来越复杂。

传统的弹射座椅程序控制，是根据不同的弹射状态(弹射速度和弹射高度)，划分对应的弹射模式，即将各状态参数在全局多维空间内划分成多个连续的子区间，每个区间采取不同的控制参数，控制相关的执行机构，从而实现安全救生。现役主要型号的弹射座椅，均采用这种程序控制设计方法，图1即为典型的双模态程序控制方法。当状态参数数量较少(两个或以下)时，该方法容易实现且可靠性高，如图1。但是当状态参数较多，且各参数取值存在大量重叠的情况下，模式划分的方法会异常复杂，主要体现在状态空间难以划分、参数临界值很难确定，且每个划分区间内控制参数的优化程度无法保证等。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种新型的弹射座椅程序控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种新型的弹射座椅程序控制方法，其流程如图2所示，包括如下步骤：

步骤1：根据弹射座椅在低空不利姿态情况下弹射的安全救生要求，设计姿态控制方案；

所述姿态控制方案包括：横滚姿态控制、俯仰姿态控制和横滚俯仰同时控制三种；

步骤2：确定不同姿态控制方案的执行机构，明确不同姿态控制方案下的控制参数和弹射状态参数；

所述不同姿态控制方案的执行机构如下：

横滚姿态控制的执行机构为：左右横滚姿态控制火箭和主火箭包开关；

俯仰姿态控制的执行机构为：俯仰姿态控制火箭；

横滚俯仰同时控制的执行机构为：左右横滚姿态控制火箭、主火箭包开关和俯仰姿态控制火箭。

所述不同姿态控制方案下的控制参数和弹射状态参数如下：

横滚姿态控制：控制参数为左右横滚姿态控制火箭的点火时间间隔DelayTime和主火箭包开关RocketSwitch；状态参数为弹射速度和横滚角；

俯仰姿态控制：控制参数为俯仰姿态控制火箭的点火时间PitchRocketTime；状态参数为弹射速度和俯冲角；

横滚俯仰同时控制：控制参数为左右横滚姿态控制火箭的点火时间间隔DelayTime、主火箭包开关RocketSwitch和俯仰姿态控制火箭的点火时间PitchRocketTime；状态参数为弹射速度、横滚角和俯冲角。

步骤3：建立弹射座椅弹射全过程的数学模型及仿真程序，实现弹射全过程轨迹姿态的仿真计算；

步骤4：固定不同姿态控制方案下的一组弹射状态参数，根据最优计算模型，采用步骤3的仿真程序，计算求得满足最优性能的控制参数；