[發明專利]一種飛機Herbst機動控制方法

有效

• 申請號: 201710085008.6
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106707759B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 章勝;何磊;程艷青;錢煒祺;何開鋒
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心計算空氣動力研究所
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

1.一種飛機Herbst機動控制方法，所述的方法涉及的裝置包括：航跡指令生成器、外環航跡控制器、內環姿態控制器、傳感器和飛機平臺；所述的航跡指令生成器輸入航跡指令信號至外環航跡控制器；所述的外環航跡控制器結合傳感器測量的飛機平臺的速度、航跡傾角和航跡方位角信號，計算發動機油門、迎角、側滑角與繞速度矢滾轉角指令；所述的發動機油門指令傳送至飛機平臺；所述的迎角、側滑角和繞速度矢滾轉角指令傳送至內環姿態控制器，內環姿態控制器再結合傳感器測量的飛機平臺的迎角、側滑角、繞速度矢滾轉角和角速度信號，計算氣動舵面與推力矢量偏轉指令傳送至飛機平臺，飛機平臺進行Herbst機動飛行；

其特征在于，所述控制方法包括以下步驟：

a.航跡指令生成器輸入Herbst機動航跡指令至外環航跡控制器，其中、與分別代表速度指令、航跡傾角指令與航跡方位角指令；

b.外環航跡控制器利用傳感器測量的飛機平臺當前時刻的速度、航跡傾角、航跡方位角三個值，根據設定的Herbst機動航跡，按下述步驟計算控制指令，將控制指令發送至內環姿態控制器，將控制指令發送至飛機平臺，其中、、與分別代表迎角控制指令、側滑角控制指令、繞速度矢滾轉角控制指令與發動機油門控制指令；

b1.計算速度、航跡傾角與航跡方位角的期望閉環動力學特性

其中，、與為控制增益；

b2.設置側滑角控制指令為=0，計算繞速度矢滾轉角控制指令；

b3.計算變量、：

通過傳感器測量動壓，采用后差求導方法或多項式擬合求導方法計算變量、與動壓的近似導數、與；

b4.計算迎角控制指令：

其中，

參數為積分初值，對角參數矩陣的元素計算為

代表函數的絕對值，關于參數、、，、用于調控方程求解初始階段的過渡過程，、用于控制方程的求解精度；

為升力，為動壓，為飛機參考面積；

b5.計算發動機油門指令；

c.內環姿態控制器利用傳感器測量的飛機平臺當前時刻的迎角、側滑角、繞速度矢滾轉角與角速度信號，根據外環航跡控制器發送的指令，計算氣動舵面偏轉指令與推力矢量偏轉指令，并將這些指令發送至飛機平臺，與計算式為

其中，為飛機慣量張量，、分別為慢回路與快回路增益矩陣，、與可通過飛機上的過載、速度等測量量求解，、與分別為舵面偏角為零時飛機受到的滾轉、俯仰與偏航力矩，，為舵面操縱導數矩陣，表示通過鏈式法則確定的矩陣的廣義逆；

d.飛機平臺接收外環航跡控制器發送的油門指令與內環姿態控制器發送的氣動舵面偏轉指令、推力矢量偏轉指令，進行Herbst機動飛行；

e.重復步驟a~d，直至飛機平臺完成Herbst機動。

2.根據權利要求1所述的飛機Herbst機動控制方法，其特征在于：步驟b4中所述參數、、采用嘗試法或優化方法計算。

3.根據權利要求1所述的飛機Herbst機動控制方法，其特征在于：步驟b4中所述參數取值為飛機Herbst機動開始時刻的迎角狀態值。