[發(fā)明專利]飛行器姿態(tài)運(yùn)動(dòng)通道間慣性耦合特性的交聯(lián)影響評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410389974.3
• 申請(qǐng)日: 2014-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN104155985A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳嘉潤(rùn);黃萬(wàn)偉;包為民;馬衛(wèi)華;祁振強(qiáng);唐海紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航天自動(dòng)控制研究所
• 主分類號(hào): G05D1/08
• 分類號(hào): G05D1/08
• 代理公司: 北京君恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11466
• 代理人: 林月俊;黃啟行

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空航天領(lǐng)域，尤其涉及一種飛行器姿態(tài)運(yùn)動(dòng)通道間慣性耦合特性的交聯(lián)影響評(píng)估方法。

背景技術(shù)

飛行器在飛行過(guò)程中，其飛行姿態(tài)通?？梢詣澐譃闈L動(dòng)、偏航和俯仰三個(gè)姿態(tài)運(yùn)動(dòng)通道的角速度。對(duì)于軸對(duì)稱飛行器，其三個(gè)通道之間的耦合很弱，因而可以將耦合對(duì)于軸對(duì)稱飛行器的飛行姿態(tài)的影響作為隨機(jī)小擾動(dòng)，構(gòu)建軸對(duì)稱飛行器的小擾動(dòng)氣動(dòng)力模型。目前，通常根據(jù)小擾動(dòng)氣動(dòng)力模型，在軸對(duì)稱飛行器內(nèi)設(shè)置三個(gè)獨(dú)立的姿態(tài)控制器，分別用于控制該飛行器俯仰通道、偏航通道和滾動(dòng)通道的角速度。

然而，軸對(duì)稱飛行器只是面對(duì)稱飛行器的一個(gè)特例。飛行速度較高(例如超過(guò)5馬赫)的飛行器通常采用面對(duì)稱的氣動(dòng)布局，即為面對(duì)稱飛行器，在其飛行過(guò)程中，其滾動(dòng)、偏航和俯仰三個(gè)通道之間的耦合較強(qiáng)。通常通道間的耦合特性可以包括慣性耦合、運(yùn)動(dòng)耦合和氣動(dòng)耦合；目前，對(duì)于面對(duì)稱飛行器的三個(gè)通道之間的慣性耦合特性往往只進(jìn)行定性分析；缺乏對(duì)通道間的慣性耦合特性的交聯(lián)影響的較為準(zhǔn)確的量化分析。而基于更準(zhǔn)確的通道間基于慣性耦合特性的交聯(lián)影響的量化分析可以有助于根據(jù)量化的交聯(lián)影響對(duì)飛行器進(jìn)行補(bǔ)償控制后，使得對(duì)飛行器的控制更為準(zhǔn)確、可靠。

因此，有必要提供一種飛行器姿態(tài)運(yùn)動(dòng)通道間慣性耦合特性的交聯(lián)影響評(píng)估方法，以更為準(zhǔn)確地獲悉通道間基于慣性耦合特性的交聯(lián)影響。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種飛行器姿態(tài)運(yùn)動(dòng)通道間慣性耦合特性的交聯(lián)影響評(píng)估方法，更為準(zhǔn)確地獲悉通道間基于慣性耦合特性的交聯(lián)影響。

根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的一個(gè)方面，提供了一種飛行器姿態(tài)運(yùn)動(dòng)通道間慣性耦合特性的交聯(lián)影響評(píng)估方法，包括：

確定所述飛行器的偏航、俯仰通道的角速度；并

確定所述飛行器的滾動(dòng)、偏航、俯仰通道的慣量，以及所述滾動(dòng)通道與偏航通道之間的慣性積；

根據(jù)確定出的角速度、慣量和慣性積，計(jì)算出交聯(lián)等效力矩，作為評(píng)估出的所述偏航、俯仰通道的角速度對(duì)所述滾動(dòng)通道的角速度的耦合特性的交聯(lián)影響。

較佳地，所述根據(jù)確定出的角速度、慣量和慣性積，計(jì)算出交聯(lián)等效力矩具體為：

根據(jù)如下公式4，計(jì)算出

M~xc1=(Jy2+Jxy2-JyJz)JxJxJy-Jxy2ωy1ωz1]]>.............................(公式4)

其中，ω_y1、ω_z1分別表示所述飛行器的偏航、俯仰通道的角速度；J_x、J_y、J_z分別表示所述飛行器的滾動(dòng)、偏航、俯仰三個(gè)通道的慣量；J_xy表示所述飛行器的滾動(dòng)通道與偏航通道之間的慣性積。

進(jìn)一步，所述飛行器姿態(tài)運(yùn)動(dòng)通道間慣性耦合特性的交聯(lián)影響評(píng)估方法，還包括：

將根據(jù)如下公式5計(jì)算出的交聯(lián)等效力矩作為評(píng)估出的所述俯仰通道的角速度對(duì)所述滾動(dòng)通道的角速度的耦合特性的交聯(lián)影響；