[發(fā)明專利]一種飛機Herbst機動控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710085008.6
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106707759B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)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(fā)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(huán)航跡控制器、內環(huán)姿態(tài)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(huán)航跡控制器；所述的外環(huán)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(fā)動機油門、迎角、側滑角與繞速度矢滾轉角指令；所述的發(fā)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(huán)姿態(tài)控制器，內環(huán)姿態(tài)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(huán)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(huán)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(fā)送至內環(huán)姿態(tài)控制器，將控制指令發(fā)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(fā)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(huán)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(fā)動機油門指令；

c.內環(huán)姿態(tài)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(huán)航跡控制器發(fā)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(fā)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(huán)航跡控制器發(fā)送的油門指令與內環(huán)姿態(tài)控制器發(fā)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(yōu)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(tài)值。