[發明專利]航天運載器的自適應迭代制導方法及制導裝置

有效

• 申請號: 202011207084.8
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112034703B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 鐘友武;趙向楠;趙衛娟;朱凱;米文昊
• 申請（專利權）人: 藍箭航天空間科技股份有限公司
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02
• 代理公司: 北京科石知識產權代理有限公司 11595
• 代理人: 李艷霞

1.一種航天運載器的自適應迭代制導方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據慣性測量組合的測量信息實時更新發動機的等效比沖，其過程為：

選取等效比沖估計周期數，當前周期小于等效比沖估計周期數時，將發動機正常狀態的比沖作為當前周期的等效比沖，將發動機正常狀態的秒耗量作為當前周期的等效秒耗量；

當前周期大于或等于等效比沖估計周期數時，根據航天運載器的初始質量、當前周期以及當前周期的等效秒耗量，計算等效比沖估計系數；

利用慣性測量組合的測量信息進行導航計算，得到航天運載器飛行過程中的視速度與標準彈道視速度的偏差；

利用等效比沖估計系數以及航天運載器飛行過程中的視速度與標準彈道視速度的偏差對當前周期的等效比沖偏差和等效秒耗量進行估計；

利用當前周期的等效比沖偏差和等效秒耗量以及發動機正常狀態的比沖和秒耗量對當前周期的等效比沖和等效秒耗量進行更新；

利用實時更新的發動機的等效比沖自適應調整迭代制導算法中與發動機工作狀態相關的參數，獲得適應發動機推力下降故障的飛行程序角。

2.根據權利要求1所述的航天運載器的自適應迭代制導方法，其特征在于，所述當前周期大于或等于等效比沖估計周期數時，根據航天運載器的初始質量、當前周期以及當前周期的等效秒耗量，計算等效比沖估計系數的過程為：

對齊奧爾科夫斯基公式進行泰勒展開，得到視速度增量為：

，

對視速度增量的表達式進行簡化，得到：

，

式中，表示視速度，表示等效比沖，表示等效比沖偏差，表示等效秒耗量，表示等效秒耗量偏差；系數a和b為：

，

根據簡化后的視速度增量的表達式，計算得到第周期的視速度增量，為：

；

根據系數a和b的表達式計算得到第周期的等效比沖估計系數和為：

，

式中，示第周期對應的時間，表示當前周期的等效秒耗量。

3.根據權利要求2所述的航天運載器的自適應迭代制導方法，其特征在于，所述利用慣性測量組合的測量信息進行導航計算，得到航天運載器飛行過程中的視速度與標準彈道視速度的偏差的過程為：

，

式中，表示航天運載器飛行過程中的視速度與標準彈道視速度的偏差，表示第周期的導航視速度，表示第周期的標準彈道視速度，其中，。

4.根據權利要求3所述的航天運載器的自適應迭代制導方法，其特征在于，所述利用等效比沖估計系數以及航天運載器飛行過程中的視速度與標準彈道視速度的偏差對當前周期的等效比沖偏差和等效秒耗量進行估計的過程為：

利用最近個周期的視速度增量對等效比沖偏差和等效秒耗量偏差進行在線估計，其中，估計指標為：

，

根據極值條件和，得到：

，

求解上述方程組，得到第周期的等效比沖偏差和等效秒耗量分別為：

，

。

5.根據權利要求4所述的航天運載器的自適應迭代制導方法，其特征在于，所述利用當前周期的等效比沖偏差和等效秒耗量以及發動機正常狀態的比沖和秒耗量對當前周期的等效比沖和等效秒耗量進行更新的過程為：

，

，

式中，表示第周期的等效比沖偏差，表示第周期的等效秒耗量，表示發動機正常狀態的比沖，表示發動機正常狀態的秒耗量，表示第周期的等效比沖，表示第周期的等效秒耗量，表示發動機正常工作允許的比沖偏差百分比，表示發動機正常工作允許的秒耗量偏差百分比。