[发明专利]一种靶机人在环控制方法

说明书

本发明涉及航天航空无人机飞行技术领域，尤其是一种靶机人在环控制方法。其中：靶机“人在环”控制方法，靶机操作员在地面站人工操纵模拟飞行环境中控制驾驶杆、油门和脚蹬等机构，实时控制靶机，在发现危险源时做出高机动动作躲避空中武器的打击，为新型战机、武器提供机动灵活的靶试目标。本发明提出了提供的一种靶机“人在环”控制模态在飞行包线范围内飞行品质满足GJB185标准1要求，操纵特性良好，系统稳定储备满足GJB2191要求，能够实现飞行包线内稳定控制靶机姿态、实现各种战术机动的要求以及飞行边界限制等功能。

技术领域

本发明涉及航天航空无人机飞行技术领域，尤其是一种靶机人在环控制方法。

背景技术

近年无人机控制技术是一项热点技术，靶机属于无人机的一种，用于军事演习或武器试射时，作为射击训练目标的一种飞行器，为各类型火炮或导弹系统提供空中射击目标。

其中小型高机动靶机的飞控系统目前一般采用“遥控”和“程控”模式进行控制，这类“遥控”控制方法一般通过切换机上预载的自动驾驶模态实现靶机的运动控制，“程控”模式一般通过预先设置好的飞行路径实现运动控制，在空中的运动轨迹容易被预判，当无人机作为靶机在执行规避任务时，不能够根据打击对象或者监控对象进行实时控制，因此迫切需要在上述控制模式基础上增加地面站人工操纵飞行控制功能(称为“人在环”控制模式)，能够实时根据战场形势，灵活控制靶机进行空间机动动作，规避实弹打击。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明提供一种靶机“人在环”控制方法，靶机操作员在地面站人工操纵飞行环境中控制驾驶杆、油门和脚蹬等机构，控制靶机模拟真实被打击飞行器做出高机动动作躲避空中武器的打击，为新型战机、武器提供机动灵活的靶试目标。

(二)技术方案

“人在环”控制方法的核心是“人在环”控制律设计,需要充分考虑靶机操作员的操纵习惯，满足包线内稳定的飞行姿态控制，设计有各类边界限制控制手段，在靶机极限能力范围内实现各种战术机动。

纵向控制律框图如图1所示，输入信号为纵向杆位移Dz，纵向杆指令俯仰角速率，反馈信号为法向过载Nyg和俯仰角速率Wzt，实现控制增稳和法向过载限制的功能。

纵向控制律具体算法如下：

式中：PGD＝PICHGRD为纵向指令梯度模块，实现纵向杆位移Dz对应俯仰角速率的指令转换；

NYGL＝Nyg_LIM为法向过载保护模块，实现法向过载保护功能，在飞机法向过载接近或超出限制边界时，强制减小纵向指令输入；

Kz为纵向前向通道增益，随动压调参，实现指令在大、小速度时的俯仰响应控制；

为指令支路低通滤波环节，过滤地面发射信号杂波，同时防止粗暴操纵导致的舵面偏转过快；

Kwz为俯仰角速率反馈增益，补偿俯仰阻尼改善纵向模态特性，随动压调参，与前向通道指令匹配实现纵向杆指令俯仰角速率功能；

PP_Dertz为配平平尾偏度，随动压调参；

Dertz为平尾偏度输出。

横航向控制律框图如图2所示，横向杆指令滚转角速率，输入信号为横向杆位移Dx，反馈信号为滚转角速率Wxt，实现控制增稳和滚转角速率限制的功能。脚蹬控制方向舵偏转，输入信号为脚蹬位移Dy，反馈信号为侧向过载Nzg和偏航角速率Wyt，实现控制增稳和侧向过载限制的功能。

横航向控制律具体算法如下：