[发明专利]增益在线调整方法及使用其的阻尼回路控制方法

说明书

本发明公开了一种增益在线调整方法及使用其的阻尼回路控制方法，该方法可根据实时飞行状态测量结果进行实时在线参数调整，调整后的阻尼回路驾驶仪能够更好的克服原有缺点，提升控制准确性和稳定性，所述阻尼回路驾驶仪中的驾驶仪参数通过基于动压参数的指数函数实时获得；其中，在选定合适的指数曲线参数时，该曲线的变化规律与飞行器飞行过程中由于高度、空气密度、温度、速度等造成的动压变化曲线非常类似；从而无论飞行器从何种高度发射，无论飞行器处于何种高度状况，都能够实时获得行之有效的驾驶仪参数，从而确保阻尼回路的稳定可靠。

技术领域

本发明涉及飞行器制导控制领域，具体涉及一种阻尼回路，更具体地涉及到一种增益在线调整方法及使用其的阻尼回路控制方法。

背景技术

阻尼回路是主要的飞行器驾驶仪结构之一，它的作用原理是：通过角速率陀螺采集的飞行器对应通道(俯仰、偏航或滚转通道)的角速率信息构成角速率反馈，达到抑制飞行器抖动，提高稳定性的目的。

目前，阻尼回路在无人机控制以及导弹、制导炮弹、制导火箭弹等典型飞行器平台上都有较多应用，其特点是结构简单，抑制抖动效果明显，对元器件精度水平要求较低，易于低成本实现，同时可以根据飞行器不同的静稳定性、结构特性以及气动特性方便的进行参数设计调整，使之满足不同条件下的使用要求。

但阻尼回路驾驶仪由于其特殊的结构原因，导致对飞行器过载指令的响应跟踪不闭环，影响跟踪过载指令的准确性，在不同飞行状态下，气动参数变化，这一现象将更加明显；

针对这一问题，传统解决方法是根据不同飞行状态进行多次设计，以列表形式进行驾驶仪参数的分段使用，即给出多个驾驶仪参数；固定不变或分段选值得方法在较窄范围的气动条件限制下是可以满足飞行使用需求的，但是在飞行器需要进行控制的飞行性分段覆盖的范围较大，气动特性和本身结构特性变化较大时，这些方法就有一定局限性，或者会造成设计工作的繁复。例如对于一款地面发射的飞行器，根据其飞行轨迹和轨迹上的气动特性完成了分段增益设计，但当改为空中发射时，由于起始高度变化，空气密度变化，造成了气动变化，原分段设计就需要大范围调整，而多个分段的参数调整需要大量验证，这就大大增加了设计复杂性，在重新设计完善以前，该飞行器不能发射，即使发射，也难以解决抖动的问题。

由于上述原因，本发明人对现有的阻尼控制方法做了深入研究，以期待设计出一种能够解决上述问题的控制方法。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种增益在线调整方法及使用其的阻尼回路控制方法，该方法可根据实时飞行状态测量结果进行实时在线参数调整，调整后的阻尼回路驾驶仪能够更好的克服原有缺点，提升控制准确性和稳定性，所述阻尼回路驾驶仪中的驾驶仪参数通过基于动压参数的指数函数实时获得；其中，在选定合适的指数曲线参数时，该曲线的变化规律与飞行器飞行过程中由于高度、空气密度、温度、速度等造成的动压变化曲线非常类似；从而无论飞行器从何种高度发射，无论飞行器处于何种高度状况，都能够实时获得行之有效的驾驶仪参数，从而确保阻尼回路的稳定可靠，从而完成本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供一种阻尼回路增益在线调整方法，该方法中，通过基于动压参数的指数函数实时获得阻尼回路中的前向增益和阻尼回路参数。

其中，所述指数函数为下述式(一)：

其中，F_A表示前向增益，ω_g表示阻尼回路参数，q表示动压参数，a_k、b_k、a_g、b_g都是指数函数中的待确定参数。

其中，所述动压q通过下式(二)实时获得：

其中，ρ表示飞行器所在位置的空气密度，v表示飞行器的飞行速度。