[發明專利]一種高超聲速滑翔飛行器快速下壓制導控制方法

在審

• 申請號: 201810264932.5
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108398959A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 季登高;謝佳;武斌;肖振;陳敏;張箭飛;王順;陳芳;鞏英輝;陳志剛;余穎
• 申請（專利權）人: 北京臨近空間飛行器系統工程研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 武瑩

1.一種高超聲速滑翔飛行器快速下壓制導控制方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：建立解析式阻力系數，包括阻力系數隨攻角的變化規律、飛行器快速下壓制導控制需用攻角；

步驟2：建立速度與航程的一階模型；

步驟3：設計速度控制參數，包括飛行器快速下壓制導控制所需的攻角指令；

步驟4：設計軌跡控制參數，包括飛行器快速下壓制導控制所需的在俯沖平面內速度方向的變化；

步驟5：進行過載正交分配，完成高超聲速滑翔飛行器快速下壓制導控制。

2.根據權利要求1所述的一種高超聲速滑翔飛行器快速下壓制導控制方法，其特征在于：所述的建立解析式阻力系數，包括阻力系數隨攻角的變化規律、飛行器快速下壓制導控制需用攻角的方法包括如下步驟：

(1)計算阻力系數隨攻角的變化規律為

C_d＝k₁α²+k₂α+k₃

其中，C_d為阻力系數，α為攻角，量綱為度，k₁、k₂和k₃為常數，對于某飛行器；

(2)計算飛行器快速下壓制導控制需用攻角α_cx為

3.根據權利要求2所述的一種高超聲速滑翔飛行器快速下壓制導控制方法，其特征在于：所述的建立速度與航程的一階模型的方法為：

(1)建立飛行器速度V和航程S動力學方程為

其中，t為時間，D為阻力，m為質量，g為引力加速度，Θ為當地彈道傾角，ρ₀為海平面大氣密度，β為大氣密度指數常數，h為高度，S_ref為氣動參考面積；

(2)得到自變量為航程S的速度控制一階近似模型為

4.根據權利要求3所述的一種高超聲速滑翔飛行器快速下壓制導控制方法，其特征在于：所述的設計速度控制參數，包括飛行器快速下壓制導控制所需的攻角指令的方法為：

設終端航程為S_f，終端速度為V_f，根據當前速度V和當前航程S得到制導系統給出的攻角指令α_cx為

5.根據權利要求4所述的一種高超聲速滑翔飛行器快速下壓制導控制方法，其特征在于：所述的設計軌跡控制參數，包括飛行器快速下壓制導控制所需的在俯沖平面內速度方向的變化的方法為：

計算飛行器在俯沖平面內速度方向的變化為

其中，K_GD為位置導引系數，值為4；K_LD為落角導引系數，值為2；T_g為剩余飛行時間；γ_DF為末端所要求的速度傾角；λ_D為俯沖平面內的高低角；為速度方向轉動角速度。

6.根據權利要求5所述的一種高超聲速滑翔飛行器快速下壓制導控制方法，其特征在于：所述的進行過載正交分配，完成高超聲速滑翔飛行器快速下壓制導控制的方法為：

(1)計算得到飛行器速度控制過載為

其中，q為飛行器在當前位置的動壓，C_l為升力系數對攻角的導數；

(2)計算得到軌跡控制過載為

(3)計算得到按正交分配原則的錐形機動過載N_zx為

(4)根據按正交分配原則的錐形機動過載N_zx生成控制指令，完成飛行器快速下壓制導控制。

7.一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1-權利要求6任意所述方法的步驟。