[发明专利]一种适用于多舵面再入飞行器的配平舵偏角确定方法

摘要

一种适用于多舵面再入飞行器的配平舵偏角确定方法，本发明基于气动数据库，将再入飞行器配平舵偏角计算问题转化非线性方程的求解问题，基于飞行器控制通道等效虚拟舵偏角概念，建立了再入飞行器关于虚拟舵偏角的非线性方程，采用泰勒展开近似得到了配平计算的线性方程组，最终通过离散牛顿迭代算法和分级配平策略实现了多舵面再入飞行器配平舵偏角的计算。本发明应用了舵面功能组合方法和分级配平策略，发明方法适于多舵面再入飞行器多通道同时进行配平计算，且可考虑舵面交联耦合影响。本发明方法是一种针对多舵面再入飞行器的快速、高精度、通用、适于多通道同时配平的计算方法，其也可应用于一般飞机和常规飞行器。

主权项

一种适用于多舵面再入飞行器的配平舵偏角确定方法，其特征在于步骤如下：1)将飞行器各舵面按功能组合为具备等效功能的虚拟舵偏角，用于俯仰、偏航和滚转三个通道的控制；2)建立再入飞行器关于步骤1)虚拟舵偏角配平计算的非线性方程，采用泰勒展开近似将非线性方程转化为线性方程组；3)根据步骤2)的线性方程组计算得到虚拟舵偏角配平计算的迭代公式；4)根据飞行器各舵面的控制效率，确定各个通道配平的虚拟舵偏角优先级，即各通道控制效率高的虚拟舵偏角优先级高，各通道控制效率低的虚拟舵偏角优先级低；5)设置虚拟舵偏角配平计算状态、虚拟舵偏角配平初值和离散Newton迭代算法的状态值；所述的虚拟舵偏角配平计算状态包括马赫数、飞行高度、攻角、侧滑角；所述的离散Newton迭代算法的状态值包括迭代精度、最大迭代次数和迭代步长；6)基于离散Newton迭代算法，同时对飞行器俯仰、偏航和滚转三个通道进行配平，配平计算过程中各通道次优先级及以下虚拟舵偏角均先固定为零舵偏状态，采用最高优先级虚拟舵偏角首先进行Newton迭代计算；若各通道采用最高优先级舵偏完成配平，则配平计算结束，计算的结果为各通道最高优先级虚拟舵偏角配平结果，次优先级虚拟舵偏角的配平为零；若某一通道最高优先级虚拟舵偏角无法完成配平，则设置该通道最高优先级虚拟舵偏角为最大舵偏角，采用下一优先级虚拟舵偏角进行Newton迭代求解，直至完成所有通道的配平，得到各虚拟舵偏角的配平舵偏角。