[發明專利]一種巡飛彈航跡飛行控制系統仿真設計方法及該控制系統

有效

• 申請號: 202011508865.0
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112486023B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 王文鵬;鄧才能;鄭鹍鵬;吳漾曦;王霞;易蘭玨
• 申請（專利權）人: 湖南航天機電設備與特種材料研究所
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 郭立中;李美麗

本發明公開了一種巡飛彈航跡飛行控制系統仿真設計方法及該控制系統，包括：建立巡飛彈的彈道仿真數學模型；設計基于L1非線性航跡制導律、STT穩定控制律和滾轉穩定控制律的巡飛彈航跡飛行控制系統的控制參數；獲得巡飛彈六自由度有控彈道仿真程序；將干擾因素和拉偏系數表加入到巡飛彈六自由度有控彈道仿真程序中；根據拉偏系數表開展巡飛彈六自由度有控彈道仿真試驗，輸出仿真結果；判斷仿真結果是否滿足期望要求，若否，則跳轉至步驟2并重新設計控制參數；若是，則結束設計過程。本發明能夠解決彈體轉動時帶來的氣動與控制耦合、彈體運動動態噪聲、導引頭圖像旋轉等問題，能夠有效提升氣動布局巡飛彈航跡飛行作戰效能。

技術領域

本發明屬于巡飛彈航跡飛行控制領域，特別涉及一種巡飛彈航跡飛行控制系統仿真設計方法及該控制系統。

背景技術

基于對氣動布局巡飛彈航跡飛行作戰效能提升優化的需求，需對巡飛彈航跡飛行控制系統進行優化設計并仿真驗證。目前，巡飛彈航跡飛行控制系統主要基于BTT(傾斜轉彎)控制律來設計，其具有以下缺點：

1、采用BTT控制方法對巡飛彈航跡飛行進行轉彎控制，巡飛彈需要隨時繞縱軸轉動。

2、彈體轉動容易產生氣動與控制耦合，同時也將更大的噪聲引入MEMS傳感器，不利于導航解算。

3、彈體轉動時帶動導引頭圖像轉動，不利于“人在回路”時操作手進行目標識別與搜索。

4、彈體轉動給低成本捷聯導引頭的應用帶來困難，不利于巡飛彈生產成本的降低。

可見，現有基于BTT控制律的巡飛彈航跡飛行控制系統不能充分發揮氣動布局巡飛彈的氣動優勢。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述現有技術的不足，提供一種巡飛彈航跡飛行控制系統仿真設計方法及該控制系統，能夠解決彈體轉動時帶來的氣動與控制耦合、彈體運動動態噪聲、導引頭圖像旋轉等問題，能夠有效提升氣動布局巡飛彈航跡飛行作戰效能。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種巡飛彈航跡飛行控制系統仿真設計方法，包括：

步驟1，建立巡飛彈的彈道仿真數學模型；

其特點是還包括：

步驟2，設計基于L1非線性航跡制導律、STT穩定控制律和滾轉穩定控制律的巡飛彈航跡飛行控制系統的控制參數；

步驟3，基于步驟1和步驟2的結果，獲得巡飛彈六自由度有控彈道仿真程序；

步驟4，將影響巡飛彈航跡飛行段的干擾因素加入到巡飛彈六自由度有控彈道仿真程序中；

步驟5，確定巡飛彈的拉偏系數表，將拉偏系數表加入到巡飛彈六自由度有控彈道仿真程序中；

步驟6，根據拉偏系數表開展巡飛彈六自由度有控彈道仿真試驗，輸出仿真結果；

步驟7，判斷仿真結果是否滿足期望要求，若否，則跳轉至步驟2并重新設計控制參數；若是，則結束設計過程。

進一步地，所述步驟6中，還包括根據仿真結果獲得巡飛彈六自由度有控彈道仿真程序在巡飛彈航跡飛行控制過程中的魯棒性及抗干擾能力。

作為一種優選方式，所述步驟2包括：

步驟201，根據L1非線性航跡制導律設計L1線性化模型，根據STT穩定控制律設計STT過載控制框圖，根據滾轉穩定控制律設計滾轉穩定控制框圖；

步驟202，根據L1線性化模型解算L1制導律控制輸出方程，根據STT過載控制框圖解算過載控制輸出方程，根據滾轉穩定控制框圖解算滾轉穩定控制輸出方程；