[发明专利]一种基于姿态角速度判别的启控时刻在线提取方法

说明书

本发明公开了一种基于姿态角速度判别的启控时刻在线提取方法，包括步骤如下：(1)将俯偏回路和滚动回路启控时刻初始化为允许启控时间最大值；(2)在飞行时间在允许启控时间最小值到最大值之间，对陀螺测量的俯仰、偏航、滚动回路姿态角速度信号进行滤波；(3)根据滤波处理后的滚动回路姿态角速度和滚动回路阻尼回路控制参数g₂实时解算滚动回路的启控时刻；(4)根据滤波处理后的俯仰、偏航回路姿态角速度和俯偏回路阻尼回路控制参数ksf以及滚动回路启控时刻实时解算俯偏回路的启控时刻；(5)当飞行时间达到允许启控时间最大值时，若俯偏回路或滚动回路仍未启控，将允许启控时间最大值作为俯偏回路或滚动回路的启控时刻。

技术领域

本发明属于飞行器稳定控制领域，特别涉及飞行器在空中分离后俯偏回路和滚动回路启控时刻在线提取方法。适用于飞行器从运载器或投送器分离，或飞行器与助推器分离后的启控时刻在线提取方法。

背景技术

稳定控制系统是飞行器的重要组成部分，在飞行器分离过程中，其作用为有效抑制初始姿态角速度干扰和气动干扰，稳定飞行器姿态，确保安全分离。

飞行器分离过程，由于受到分离机构的作用力，存在初始姿态角速度扰动；而且飞行器与投送器/运载器或飞行器与助推级距离较近，存在复杂的流场干扰，可能导致飞行器静不稳定度增大，发散力矩增大，或者舵效减小。分离后，需要合理选取俯偏和滚动回路启控时刻，针对干扰较大的回路，应尽早启控，同时要合理分配舵偏资源。

首先通过电气信号在线获取分离信息，依据理论计算的飞行器与投送器或运载器的距离在分离某一时间段后满足避免结构干涉的要求，可以得到飞行器允许启控时间的最小值。现有技术下，有些飞行器采用俯偏和滚动回路同时启控，如果俯偏回路和滚动回路干扰均较大，可能存在较大的舵偏资源争抢，舵偏角和舵偏角速度需求过大，影响导弹稳定；有些飞行器俯偏和滚动回路按固定时间间隔错时启控，例如滚动回路比俯偏回路先启控，而实际飞行中若俯偏回路干扰更大，工况更恶劣，则影响俯偏回路快速稳定。以上做法均没有根据分离后的实际飞行工况在线提取启控时刻。

发明内容

本发明要解决的技术问题是飞行器和投送器或运载器分离后存在复杂流场干扰，如何合理确定俯偏回路和滚动回路的启控时刻，针对干扰较大的回路，尽早启控，同时合理分配舵偏资源，避免飞行器失稳。

本发明的目的在于提供一种基于姿态角速度判别的启控时刻在线提取方法，打破传统固定的控制时序，基于对俯偏角速度和滚动角速度的判别，在线提取俯偏和滚动回路的启控时刻，优化对舵偏资源的利用。启控后，在线计算舵偏指令，驱动舵面偏转，施加控制力与控制力矩，稳定导弹姿态。

为了达到上述的目的，本发明提供一种基于姿态角速度判别的启控时刻在线提取方法，包括步骤如下：

步骤一、将俯偏回路和滚动回路启控时刻初始化为允许启控时间最大值；

步骤二、在飞行时间在允许启控时间最小值到最大值之间，对陀螺测量的俯仰、偏航、滚动回路姿态角速度信号进行滤波；

步骤三、当飞行时间在允许启控时间最小值到最大值之间，根据滤波处理后的滚动回路姿态角速度和滚动回路阻尼回路控制参数g₂实时解算滚动回路的启控时刻；

步骤四、当飞行时间在允许启控时间最小值到最大值之间，根据滤波处理后的俯仰、偏航回路姿态角速度和俯偏回路阻尼回路控制参数ksf以及滚动回路启控时刻实时解算俯偏回路的启控时刻；

步骤五、当飞行时间达到允许启控时间最大值时，若俯偏回路或滚动回路仍未启控，将允许启控时间最大值作为俯偏回路或滚动回路的启控时刻。

上述一种基于姿态角速度判别的启控时刻在线提取方法，其中，所述步骤一中，将俯偏回路和滚动回路启控时刻初始化为允许启控时间最大值，公式如下:

tr＝t₁