[发明专利]一种有风时火箭整流罩分离的侧滑角控制方法

权利要求书

1.一种有风时火箭整流罩分离的侧滑角控制方法，通过先估算包含风速的侧滑角，再对包含风速的侧滑角进行控制；其中，包含风速的侧滑角的估算方法为：

(a)先解算火箭箭体受到的侧向力：

其中：F_z为箭体受到的侧向力，m为火箭质量(整流罩分离前为无动力段，为常值)，ΔW_z为箭上惯性组合输出的箭体Z轴视速度增量，T为控制周期；

(b)再解算火箭箭体受到的侧向气动力：由于火箭整流罩分离前发动机不工作，只受气动力，包含风速的侧滑角比较小的条件下产生的侧向气动力可表述为：

其中为侧向气动力对包含风速的侧滑角的导数，β为包含风速的侧滑角，q为箭上计算机实时计算的动压，S为火箭气动参考面积(为常值)；

(c)然后估算侧向气动力对包含风速的侧滑角的导数：采用近似的方法估算，火箭在整流罩分离前弹道平稳，处于攻角、包含风速的侧滑角、舵偏角的数值都比较小的状态，可采用攻角α＝0°、包含风速的侧滑角β＝4°、舵偏δ＝0°时的气动数据由马赫数插值计算得到：

其中C_z(Ma，α_0°，β_4°，δ_0°)为火箭在α＝0°、β＝4°、δ＝0°、不同马赫数下的侧向气动力，由气动数据表根据马赫数插值得到；Ma为箭机实时计算的马赫数；

(d)最后，联立1)、2)、3)式即可求得解算包含风速的侧滑角：

整流罩分离前包含风速的侧滑角的控制方法为：

δ_ψ＝δ_ψ0+k_β·β.............................................5)

其中δ_ψ为偏航通道舵摆角需求，δ_ψ0为传统PD控制算法计算的偏航通道舵摆角需求，k_β为控制系数，β为包含风速的侧滑角， 通过PD控制系数与控制系数k_β的协同优化设计，即可同时实现对姿态角、角速度、包含风速的侧滑角的精确控制；

由此即实现了一种有风时火箭整流罩分离的侧滑角控制方法。