[发明专利]一种靶机持续大过载防掉高控制方法

权利要求书

1.一种靶机持续大过载防掉高控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据靶机的气动特性利用三自由度模型设计出靶机弹道的预定高度指令与预定纵向速度指令；

S2：将预定高度指令与预定纵向速度指令输入靶机六自由度模型中，作为输入指令；

S3：建立靶机的高度控制回路，设置靶机的控制增益K_p和K_d，将输入指令输入高度控制回路中，解算出高度控制所需的高度过载指令nyc_H；

S4：根据高度过载指令nyc_H计算靶机飞行过程需要的纵向过载指令ny1c；

S5：根据高度过载指令nyc_H计算靶机机动段滚转角指令γ_c：

γ_c＝arctan(nzc/nyc_H)

其中：nzc为侧向过载指令；

S6：利用纵向过载指令ny1c和侧向过载指令nzc计算俯仰通道过载指令ny_c；

S7：计算靶机自动驾驶仪控制系统的控制参数K_α和K_ny，完成靶机自动驾驶仪控制参数的设置；

S8：将滚转角指令γ_c、纵向过载指令ny1c和侧向过载指令nzc输入控制参数设置好的靶机自动驾驶仪中，对靶机进行飞行控制。

2.根据权利要求1所述的靶机持续大过载防掉高控制方法，其特征在于，所述步骤S7包括：

S71：建立靶机的动力学模型：

其中：θ为靶机的弹道倾角，m为靶机的质量，v为速度，P为推力，α为攻角，X为轴向力，Y为法向力，J_z为俯仰转动惯量，ω_z为俯仰角速率，M_z为俯仰力矩，为俯仰角；

S72：对动力学模型进行小扰动线性化，得到微分方程组：

其中，a₄＝(P+Y^α)/(mV)，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅均为动力学系数；

S73：对微分方程组进行拉普拉斯变换，忽略反应弹体和舵面下行的动力学系数小量，可以得到靶机纵向通道的传递函数：

S74：设计自动驾驶仪的增稳回路，增稳回路的阻尼回路的开环传递函数为：

阻尼回路的闭环传递函数为：

伪攻角回路的开环传递函数为：

伪攻角回路的闭环传递函数为：

其中，为角速率反馈回路的反馈增益；

S75：采用极点配置的方法求取反馈增益和K_α，理想极点对应的特征多项式为：

其中，ξ和ω_n分别为理想极点所对应的阻尼比和频率；

S76：结合步骤S75和步骤S74得到：

S77：计算控制参数和K_α：

S78：根据靶机自动驾驶仪控制设置参数K_ny，使靶机自动驾驶仪的幅值裕度、相角裕度和上升时间T满足：

S79：将控制参数K_α和K_ny输入到靶机自动驾驶仪控制系统中，完成靶机自动驾驶仪控制参数的设置。

3.根据权利要求1所述的靶机持续大过载防掉高控制方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

靶机整个飞行过程分为机动段和非机动段，在非机动段进行高度控制，nyc_H为高度过载指令，在机动段跟踪的纵向过载指令为nyc_h；由此可得整个飞行过程中需用的纵向过载指令ny1c：

ny1c＝flag_H×nyc_H+flag_h×nyc_h

其中，flag_H为高度控制切换指令开关，flag_h为纵向过载切换指令开关。

4.根据权利要求1所述的靶机持续大过载防掉高控制方法，其特征在于，所述步骤S6中俯仰通道过载指令ny_c的计算方法为：

其中，纵向过载指令ny1c和侧向过载指令nzc。