[发明专利]一种采用分段攻角指令的无人飞行器自动着舰控制方法

说明书

本发明是关于一种采用分段攻角指令的无人飞行器自动着舰控制方法，属于飞行器自动着舰控制领域。首先设计四段式的常值与高度相关的分段式攻角指令，并与攻角信号对比生成攻角误差信号，再叠加攻角等效控制项，生成飞行器的油门偏转角控制律，实现对给定攻角的跟踪。然后建立甲板运动补偿模型，并设计高度下滑指令，由高度信号生成俯仰角期望信号，再与俯仰角进行对比生成俯仰角误差信号，并生成俯仰角速率的期望信号与俯仰角速率误差信号，并叠加升降舵等效信号，实现自动着舰的高度控制。该方法的优点在于能够实现油门偏转角与升降舵的解耦控制，以及攻角与俯仰角的精确跟踪，从而使得自动着舰的动态效果较好。

技术领域

本发明涉及飞行器自控着舰控制领域，具体而言，涉及采用分段 攻角指令实现无人飞行器自动着舰控制的方法。

背景技术

舰载机与无人飞行器的着舰过程是一个非常复杂的过程，由于飞 行器的速度不断降低，由失速带来的系统稳定裕度降低，控制难度增 大。同时由于舰艇甲板空间有限，使得飞行器必须安全精准地完成末 段着舰控制任务，而且需要飞行器高度控制系统必须具有较高的控制 精度，而且具有较好的抗干扰能力。同时，为了保证飞行器的稳定性， 推力系统必须根据着舰过程不断进行调整，保证飞行器的速度与攻角 在飞行器着舰过程的稳定。由于高度控制与推力控制系统的互相铰链， 从而使得两者非常容易产生共振颤振，从而使得飞行器着舰的品质难 以保证。基于以上原因，本发明采用分段攻角指令、攻角等效控制与 升降舵等效控制的方法实现两者的解耦，从而使得攻角与俯仰角能够 实现精准的跟踪控制，避免了两者的共振，从而也使得自动着舰的精 度较高。

需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本 发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知 的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用分段攻角指令的无人飞行器自 动着舰控制方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和 缺陷而导致的自动着舰过程中油门与升降舵之间共振耦合严重导致 的着舰效果不佳的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种采用分段攻角指令的无人飞行 器自动着舰控制方法，包括以下步骤：

步骤S10，在无人飞行器上安装JC-KYW28A型无线电高度表，对 飞行器高度进行测量，根据测量高度与时间进行分段，设计分段式的 无人飞行器攻角指令信号；

步骤S20，在无人飞行器上安装SMV-1型攻角传感器，测量飞行 器攻角信号，并与攻角指令信号进行比较，得到攻角误差信号，并对 攻角误差信号进行积分，得到攻角误差积分信号；

步骤S30，在无人飞行器上安装HPS-1H型速度传感装置，测量 飞行器速度信号，安装BWD-VG300型惯性测量设备，测量飞行器的 俯仰角与俯仰角速率，并根据飞行器升降舵偏转角信号，形成攻角等 效反馈信号；

步骤S40，根据所述的攻角等效反馈信号、攻角误差信号、攻角 误差积分信号，进行滤波非线性变换与线性叠加，得到飞行器的油门 偏转角信号；

步骤S50，根据海情参数建立甲板纵摇与垂荡运动模型，得到甲 板运动补偿指令，然后设计甲板运动补偿器，生成甲板运动高度补偿 信号；

步骤S60，根据无人飞行器着舰启动的初始高度，设置高度的下 滑指令信号，并叠加甲板运动高度补偿信号，然后与JC-KYW28A型无 线电高度表测量的飞行器高度信号进行对比得到高度误差信号，并进 行积分，得到高度误差积分信号；

步骤S70，根据所述的高度误差信号与高度误差积分信号，组合 生成俯仰角时变指令信号与俯仰角常值指令信号，并通过高度信号切 换生成最终的俯仰角指令信号；

步骤S80，根据所述的飞行器速度测量信号，攻角测量信号，俯 仰角速度测量信号与飞行器油门偏角信号，构建飞行器升降舵等效信 号。