[发明专利]一种巡飞弹航迹飞行控制系统仿真设计方法及该控制系统

权利要求书

1.一种巡飞弹航迹飞行控制系统仿真设计方法，包括：

步骤1，建立巡飞弹的弹道仿真数学模型；

其特征在于，还包括：

步骤2，设计基于L1非线性航迹制导律、STT稳定控制律和滚转稳定控制律的巡飞弹航迹飞行控制系统的控制参数；所述步骤2包括：

步骤201，根据L1非线性航迹制导律设计L1线性化模型，根据STT稳定控制律设计STT过载控制框图，根据滚转稳定控制律设计滚转稳定控制框图；

步骤202，根据L1线性化模型解算L1制导律控制输出方程，根据STT过载控制框图解算过载控制输出方程，根据滚转稳定控制框图解算滚转稳定控制输出方程；

所述L1制导律控制输出方程为：

其中：a_xg、a_yg、a_zg分别为巡飞弹地面坐标系三向加速度指令，a_xk、a_yk、a_zk分别为巡飞弹弹道坐标系三向加速度指令，a_xb、a_yb、a_zb分别为巡飞弹弹体坐标系三向加速度指令，G_K为弹道坐标系到地面坐标系转换矩阵，B_G为地面坐标系到弹体坐标系转换矩阵，θ、ψ_v、ψ、γ分别为巡飞弹飞行时弹道倾角、弹道偏角、俯仰角、偏航角、滚转角，A₁₁～A₃₃、B₁₁～B₃₃为中间变量；

所述过载控制输出方程为：

其中：δ_zc、δ_yc分别为升降舵、方向舵指令，k_ωz、k_α、k_a分别为角速度回路比例系数、伪攻角和侧滑角增稳回路比例系数，加速度回路积分系数，a_yb、a_ybf、a_zb、a_zbf分别为巡飞弹弹体系Y向、Z向加速度指令与反馈，ω_z、ω_y分别为巡飞弹俯仰角速度、偏航角速度，分别为巡飞弹伪攻角、伪侧滑角，dt为积分算法解算周期；

所述滚转稳定控制输出方程为：

δ_xc＝k_ωxω_x+k_ωxk_γ(γ_c-γ)+k_ωxk_γi∫(γ_c-γ)dt

其中：δ_xc分别为副翼舵指令，k_ωx、k_γ、k_γi分别为滚转角速度回路比例系数、滚转角回路比例系数，滚转角回路积分系数，γ_c、γ分别为巡飞弹滚转角指令与反馈，ω_x为巡飞弹滚转角速度、dt为积分算法解算周期；

步骤203，设计L1制导律控制输出方程、过载控制输出方程、滚转稳定控制输出方程的控制参数；

步骤3，基于步骤1和步骤2的结果，获得巡飞弹六自由度有控弹道仿真程序；

步骤4，将影响巡飞弹航迹飞行段的干扰因素加入到巡飞弹六自由度有控弹道仿真程序中；

步骤5，确定巡飞弹的拉偏系数表，将拉偏系数表加入到巡飞弹六自由度有控弹道仿真程序中；

步骤6，根据拉偏系数表开展巡飞弹六自由度有控弹道仿真试验，输出仿真结果；

步骤7，判断仿真结果是否满足期望要求，若否，则跳转至步骤2并重新设计控制参数；若是，则结束设计过程。

2.如权利要求1所述的巡飞弹航迹飞行控制系统仿真设计方法，其特征在于，所述步骤6中，还包括根据仿真结果获得巡飞弹六自由度有控弹道仿真程序在巡飞弹航迹飞行控制过程中的鲁棒性及抗干扰能力。

3.如权利要求1所述的巡飞弹航迹飞行控制系统仿真设计方法，其特征在于，所述控制参数的设计准则包括：内回路的带宽为外回路带宽的1.5～3倍。