[發明專利]用于捕獲軌跡試驗中的外掛物控制律的模擬方法

有效

• 申請號: 201810868862.4
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN109141802B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 傅冰;魯文博;王天旭;王峰
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司 23101
• 代理人: 吳振剛

本發明公開一種用于捕獲軌跡試驗中的外掛物控制律的模擬方法。實現機載外掛物在亞跨超聲速流動條件下的有控軌跡模擬。通過對三自由度舵偏的計算更好地模擬真實的氣動影響，以此來達到提高軌跡捕獲精度的目的。方法采用虛擬舵偏方式，根據預測的外掛物舵偏和試驗得到的舵效，將舵偏產生的影響量加入到軌跡預測中去。該方法可模擬外掛物控制律對外掛物軌跡的影響，作用于軌跡捕獲試驗，實時影響氣動結果和生成的軌跡。通過虛擬舵偏與試驗舵效計算分析，將產生的影響加入到軌跡預測中，從而提高軌跡預測的精度。

技術領域

本發明涉及風洞試驗技術領域，具體涉及一種用于捕獲軌跡試驗中的外掛物控制律的模擬方法。

背景技術

風洞外掛物捕獲軌跡試驗是一種獲取外掛物運動軌跡的試驗技術，安裝在多自由度試驗系統上外掛物，在風洞流場環境下通過運動、測量得到外掛物的位姿軌跡等信息，風洞外掛物捕獲軌跡試驗可以模擬外掛物自載體投放或發射分離后的飛行軌跡。由于風洞尺寸的限制，外掛物模型尺寸較小，舵面不能夠實際偏轉變化，與外掛物實物飛行狀態有差別，而其舵面偏轉變化在多體分離過程中與周圍空間流場和氣動力變化具有相互作用，從而對外掛物發射或投放方位的準確性有很大影響。

發明內容

為了在風洞外掛物捕獲軌跡試驗中研究外掛物控制舵偏對實時飛行軌跡的影響，本發明提供一種用于捕獲軌跡試驗中的外掛物控制律的模擬方法，模擬外掛物舵偏對實時軌跡影響，提高軌跡捕獲試驗精度。

本發明所采用的技術如下：一種用于捕獲軌跡試驗中的外掛物控制律的模擬方法，該方法包括以下步驟：

步驟1、外掛物軌跡點預估位置解算，軌跡點瞬時加速度、角速度、角度解算獲取，外掛物預估軌跡實時定位；

步驟2、風洞實測指定流場內外掛物實時六元天平受力，進行氣動解算；

步驟3、采用虛擬舵偏方式，外掛物舵偏解算；

步驟4、舵偏與氣動力結合，進行外掛物舵效實時解算；

步驟5、變步長外掛物舵效迭代式軌跡點修正。

本發明還具有如下技術特征：

1、如上的步驟1具體如下：

F為軌跡點瞬時加速度：F＝coe×qs×refS

式中，coe為氣動力系數，qs為指定高度上速壓，refS為參考面積；

alpha_e為外掛物攻角，計算公式如下：

式中，φ_w、θ_w、ψ_w為外掛物相對載機風軸系的三個角位移；

kkthita_e為外掛物俯仰角，即外掛物X軸與水平面的夾角：

kkthita_e＝θ_w

psi_e為外掛物航向角，即外掛物X軸在水平面內的投影與飛機X軸在水平面內的投影的夾角：

psi_e＝ψ_w+β

式中，β為側滑角；

gama_e為外掛物橫滾角，即外掛物縱向對稱面與過外掛物X軸的鉛垂面之間的夾角：

gama_e＝φ_w

d_{kkthita_e}、d_{psi_e}、d_{gama_e}外掛物俯仰角變化率、航向角變化率、橫滾角變化率：