[发明专利]一种巡航导弹的速度控制建模方法

摘要

本发明提出的巡航导弹速度控制建模方法，结合冲压发动机的动态特性的描述，给出了速度控制回路的组成及建模流程，具体包括冲压发动机的建模、面向仿真的速度回路全量模型、面向控制的小扰动模型，为巡航导弹的性能评估和控制器设计奠定了基础。本发明提出的面向仿真的速度控制回路建模方法，有效反映了弹体、冲压发动机、大气环境、测量装置和控制器之间的接口关系，为发动机性能和总体性能评估、技术指标实现提供基础。本发明提出的面向控制的小扰动模型建模方法，为速度控制器设计提供合理的设计模型，可有效提高控制品质。

主权项

1.一种巡航导弹的速度控制建模方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立冲压发动机模型所述冲压发动机模型包括静态模型和动态模型，静态模型包括推力模型和静压裕度模型，以插值表的形式表示；动态模型包括燃气流量调节特性和燃烧室特性，可通过理论建模和试验验证的方法获得；(2)建立面向仿真的速度控制模型所述巡航导弹的速度控制模型由冲压发动机、大气环境、测量装置、控制器和弹体五部分组成，大气环境模型根据飞行状态输出来流参数，从而获得空气流量计算推力和喘振裕度，测量装置模型测量敏感弹体运动给出导弹的运动信息，控制器模型则根据测量装置模型给出的运动信息按照预定速度进行控制，给出燃气流量指令，并输送给固冲发动机，固冲发动机响应燃气流量指令，并与当前的空气流量混合燃烧产生推力，从而实现导弹的速度控制；(3)建立速度控制的小扰动模型所述巡航导弹小扰动状态方程为其中，e₁、e₂、e₄、e₅、e₆分别表征速度、燃气流量、攻角、舵偏角和弹道倾角对导弹速度的影响系数；c_i,i＝1,2,3分别表征攻角、弹道倾角、舵偏角改变导弹速度方向的能力；b_i,i＝1,2,3分别表征弹体角速度、攻角和舵偏角产生的气动力矩改变绕质心运动的能力，ΔX表示某参数X的偏差量，X的含义如下：V为导弹速度，θ为当地弹道倾角，为俯仰角，ω_z为弹体角速度，为俯仰舵偏，为燃气流量，当e₄,e₅,e₆远小于e₂时，速度控制器可采用单入单出的控制理论进行单独设计；当e₄,e₅,e₆不可忽略时，则采用多入多出的控制理论进行设计。