[發明專利]一種垂直起降火箭在線軌跡規劃的發動機特性處理方法

有效

• 申請號: 201811528443.2
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109711010B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 駱無意;呂新廣;施健鋒;王聰;宋征宇;鞏慶海;郭少波;柳嘉潤
• 申請（專利權）人: 北京航天自動控制研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15;G06F17/13;G06F17/16;G06F119/14;G06F111/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐輝

1.一種垂直起降火箭在線軌跡規劃的發動機特性處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)構建火箭在線軌跡規劃動力學微分方程；

其中y為火箭豎直方向的位移，a_y為火箭豎直方向產生的加速度，v_y為火箭豎直方向產生的速度；

(2)構建發動機特性等效模型；

(3)獲取發動機特性等效模型的動力學微分方程形式，并補入動力學微分方程；

(4)在微分方程中補加火箭豎直方向加速度a_y的微分方程

(5)構建包含發動機特性的在線軌跡規劃動力學等式約束方程；

其中狀態量和控制量U＝[u_y]′A和B分別為狀態量和控制量前的系數，u_y為豎直方向所產生的推力加速度指令；

(6)實時獲取狀態量X，通過線軌跡規劃動力學等式約束方程實時求解控制量U；

(7)獲取水平面內橫縱方向所產生的推力加速度指令u_x,u_z，計算發動機推力指令，按照推力指令控制發動機。

2.如權利要求1所述的垂直起降火箭在線軌跡規劃的發動機特性處理方法，其特征在于，發動機特性等效二階模型如下：

其中k為等效穩態增益，w為等效頻率，ξ為等效阻尼系數，s為變換算子。

3.如權利要求2所述的垂直起降火箭在線軌跡規劃的發動機特性處理方法，其特征在于，測量發動機的真實增益作為k值，真實相應頻率作為w，真實阻尼系數作為ξ值。

4.如權利要求3所述的垂直起降火箭在線軌跡規劃的發動機特性處理方法，其特征在于，進行火箭半實物仿真，根據發動機推力響應偏差，調整k、w、ξ的值，減小發動機推力響應偏差。

5.如權利要求2所述的垂直起降火箭在線軌跡規劃的發動機特性處理方法，其特征在于，動力學微分方程根據實際精度要求，發動機特性等效模型采用一階、二階或三階等效模型。

6.如權利要求5所述的垂直起降火箭在線軌跡規劃的發動機特性處理方法，其特征在于，等效模型的動力學微分方程形式如下：

7.如權利要求1所述的垂直起降火箭在線軌跡規劃的發動機特性處理方法，其特征在于，

8.如權利要求1所述的垂直起降火箭在線軌跡規劃的發動機特性處理方法，其特征在于，計算發動機推力指令T的公式如下：

其中M為火箭質量，g為重力加速度。