[发明专利]去任务化姿态控制回路设计方法、存储介质及电子设备

权利要求书

1.一种去任务化姿态控制回路设计方法，基于侧喷流姿态控制系统，其特征在于包括如下步骤：

分段设计，将星箭分离段分为粗控段和精控段；

校正网络初步设计，根据粗控段和精控段的分界点对应的姿态控制回路开环传递函数计算裕度，所述裕度满足预设幅值裕度以及预设相位裕度；

粗控段和精控段的开关门限和节能参数设计，粗控段采用大开关门限和不节能组合策略；精控段采用小开关门限和节能组合策略；

所述姿态控制回路的开环传递函数为G_KH(s)＝G_jz(s)·G_mx(s)·G_zk(s)·G_jt(s)·G_tl(s)，其中G_jz(s)为校正网络环节传递函数，G_mx(s)＝2/(πh)为开关门限环节等效传递函数，其中h为开关门限；G_zk(s)为液体姿控发动机环节传递函数，G_jt(s)＝-b₃/s²为箭体运动方程传递函数，其中b₃＝M₀/J_i，M₀为控制力矩，J_i为绕箭体轴的转动惯量；G_tl(s)为惯测组合环节传递函数；

所述精控段采用小开关门限和节能组合策略，若考虑节能参数，节能比例系数为k，则姿态控制回路的等效开环传递函数为G_KH(s)＝k·G_jz(s)·G_mx(s)·G_zk(s)·G_jt(s)·G_tl(s)，按此式计算回路幅值裕度；若将开关门限和节能参数单独提取出来，姿态控制回路的等效开环传递函数为开关门限越大，节能参数越小，回路幅值越大；

粗控段和精控段回路裕度设计，若粗控段或精控段的回路开环传递函数裕度不满足要求，则返回至校正网络初步设计步骤，重新调整校正网络；

蒙特卡洛打靶仿真验证，根据粗控段和精控段校正网络、开关门限、节能参数进行蒙塔卡洛打靶仿真，若仿真结果不满足要求，则返回至校正网络初步设计步骤，调整校正网络；若仿真结果满足要求，则转至姿态控制回路设计结束的步骤；

姿态控制回路设计结束。

2.根据权利要求1所述的去任务化姿态控制回路设计方法，其特征在于所述粗控段包含在时间段T1内的箭体姿态调整，姿态调整完成后，预留时间段T2等待姿态平稳；所述精控段为所述姿态平稳后直到星箭分离指令发出时刻的时间段T3。

3.根据权利要求1所述的去任务化姿态控制回路设计方法，其特征在于根据粗控段和精控段的分界点对应的回路开环传递函数计算裕度,包括：根据姿态控制回路结构中每个控制环节的S域传递函数，获取姿态控制回路的开环传递函数，根据所述开环传递函数，计算控制回路的裕度。

4.根据权利要求1所述的去任务化姿态控制回路设计方法，其特征在于所述粗控段采用大开关门限和不节能组合策略，精控段采用小开关门限和节能组合策略，其中开关门限的选取具体包括：根据星箭分离段的转动惯量变化情况进行，若精控段开关门限选取为h₀，转动惯量变化量为n₀倍，则粗控段开关门限选取为n₀h₀。

5.根据权利要求1所述的去任务化姿态控制回路设计方法，其特征在于所述预设幅值裕度为6dB，所述预设相位裕度为30°。

6.根据权利要求2所述的去任务化姿态控制回路设计方法，其特征在于所述T1取值为20s～50s，T2取值为≥4s，T3取值为2s～9s。

7.根据权利要求2所述的去任务化姿态控制回路设计方法，其特征在于所述粗控段和精控段的分界点通过数学仿真获得。