[發明專利]一種運載火箭半實物仿真試驗慣組模擬方法

有效

• 申請號: 201611100052.1
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN107037739B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 王迪;于亞男;陳海朋;余薛浩;范崇盛;周嘉煒;劉思
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G01C25/00
• 代理公司: 11009 中國航天科技專利中心
• 代理人: 范曉毅

1.一種運載火箭半實物仿真試驗慣組模擬方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟(1)、每個時間周期采集外部發送的姿態、速度和位置信息，并將所述姿態、速度和位置信息輸入給慣組傳遞函數，模擬慣組的動態特性，獲得動態姿態、速度和位置信息；

步驟(2)、對所述動態姿態、速度和位置信息進行脈沖反算，得到陀螺脈沖增量和加表脈沖增量；

步驟(3)、對所述陀螺脈沖增量和加表脈沖增量進行故障注入，并將故障注入后的陀螺脈沖增量和加表脈沖增量周期性實時向外輸出；

所述步驟(1)中慣組傳遞函數通過如下方法得到：

步驟(1.1)、每個時間周期將正弦激勵信號通過轉換矩陣轉化為轉臺框角；

步驟(1.2)、采用所述轉臺框角控制轉臺運轉，并實時采集慣組陀螺脈沖信號；

步驟(1.3)、將所述慣組陀螺脈沖信號進行導航計算得到姿態角信號，包括俯仰姿態角偏航姿態角ψ和滾動姿態角γ；

步驟(1.4)、根據所述姿態角信號與正弦激勵信號得到慣組及轉臺組合體的慣組傳遞函數；

所述步驟(2)中對所述動態姿態、速度和位置信息進行脈沖反算，得到陀螺脈沖增量和加表脈沖增量的方法如下：

(3.1)、根據上一拍的動態姿態ψ_n-1、γ_n-1生成上一拍的姿態角到四元數的轉換矩陣C_n-1，根據當前拍的動態姿態ψ_n、γ_n生成當前拍的姿態角到四元數的轉換矩陣C_n；

(3.2)、根據上一拍的姿態角到四元數的轉換矩陣C_n-1和當前拍的姿態角到四元數的轉換矩陣C_n計算角增量Δθ_x、Δθ_y、Δθ_z：

(3.3)、根據角增量Δθ_x、Δθ_y、Δθ_z計算慣組陀螺三軸及斜軸的陀螺脈沖增量ΔN_gx、ΔN_gy、ΔN_gz、ΔN_gs：

(3.4)、根據上一拍的位置P_x(n-1)、P_y(n-1)、P_z(n-1)計算上一拍的引力加速度g_x(n-1)、g_y(n-1)、g_z(n-1)，根據當前拍的位置P_xn、P_yn、P_zn計算當前拍的引力加速度g_xn、g_yn、g_zn：

(3.5)、根據上一拍的速度V_x(n-1)、V_y(n-1)、V_z(n-1)和當前拍的速度V_xn、V_yn、V_zn計算視速度增量ΔW_x、ΔW_y、ΔW_z：

(3.6)根據視速度增量ΔW_x、ΔW_y、ΔW_z計算慣組加表三軸及斜軸的加表脈沖增量ΔN_ax、ΔN_ay、ΔN_az、ΔN_as。

2.根據權利要求1所述的一種運載火箭半實物仿真試驗慣組模擬方法，其特征在于：還包括進行慣組模擬器參數配置，所述慣組模擬器參數配置為根據需要模擬或者被測慣組的實際參數進行慣組模擬器參數配置，包括安裝矩陣E_g、E_a，標度因數K_g、K_a，零偏D_g、D_a。

3.根據權利要求1所述的一種運載火箭半實物仿真試驗慣組模擬方法，其特征在于：所述步驟(1.1)、(1.4)中的正弦激勵信號包括俯仰、偏航和滾動姿態角的三個正弦信號，所述三個正弦信號分別根據如下正弦函數生成：

f(t)＝A×sin(w×t)

其中A為幅值，w為圓頻率，t為模擬器本地時鐘。