[發明專利]一種滾仰式導引頭視線角及角速度快速獲取方法

有效

• 申請號: 202110150573.2
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112945236B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 溫求遒;李馨;何沁袁
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C23/00;G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 劉冬梅;范國鋒

本發明公開了一種滾仰式導引頭視線角及角速度快速獲取方法，通過對傳感器測得的誤差角、框架角微分濾波獲得誤差角速度、框架角速度，結合姿態角和角度關系，經過坐標轉換獲得滾仰式導引頭的視線角及角速度。根據本發明所述的滾仰式導引頭視線角及角速度快速獲取方法，具有視線角及角速度獲取速度快、精度高等優點。

技術領域

本發明涉及一種滾仰式導引頭視線角及角速度快速獲取方法，屬于飛行器控制領域。

背景技術

半捷聯導引頭光軸可以隔離彈體擾動并實現對目標的穩定跟蹤，其光軸角速度可表征實際的彈目視線角速度。而滾仰式導引頭由于光軸不能完全隔離彈體擾動，其光軸角速度不能表征實際的彈目視線角速度信息，因此，滾仰導引頭無法直接測量得到彈目視線角速度信息，需要通過測量得到的探測器誤差角、框架角和彈體角速率提取，間接獲得視線角及角速度。

目前常用視線角及角速度提取模型為基于卡爾曼濾波的提取模型，其通過濾波可以估計得到彈目視線角及角速度信息，但提取精度不高，并且提取速度較慢，增加了制導控制延時，導致制導準確率降低。

由于上述原因，有必要研究一種更為準確、快速的滾仰式導引頭視線角及角速度獲取方法。

發明內容

為了克服上述問題，本發明人進行了銳意研究，提出了一種滾仰式導引頭視線角及角速度快速獲取方法，通過對傳感器測得的誤差角、框架角微分濾波獲得誤差角速度、框架角速度，經過坐標轉換獲得滾仰式導引頭的視線角及角速度。

具體地，該方法包括以下步驟：

S1、獲取導引頭誤差角速度和框架角速度；

S2、對齊信號數據時間，獲取姿態角；

S3、獲取滾仰式導引頭的視線角及角速度。

在步驟S1中，所述誤差角速度通過對探測器測得的誤差角微分濾波得到；

所述誤差角離散微分濾波器可以表示為：

其中，ε_y(k+1)為當前時刻探測器測得的偏航誤差角，ε_z(k+1)為當前時刻探測器測得的俯仰誤差角；

為上一時刻的偏航誤差角跟蹤信號，為當前時刻的偏航誤差角跟蹤信號，為當前時刻誤差角離散微分濾波器輸出的偏航誤差角速度；

為上一時刻的俯仰誤差角跟蹤信號，為當前時刻的俯仰誤差角跟蹤信號，為當前時刻誤差角離散微分濾波器輸出的俯仰誤差角速度；

h表示誤差角離散微分濾波器積分步長，R表示誤差角離散微分濾波器可以調節微分器的響應速度，a₁表示誤差角離散微分濾波器調節跟蹤速度，a₂表示誤差角離散微分濾波器調節微分特性。

進一步地，在步驟S1中，所述框架角速度通過對框架角傳感器測得的框架角微分濾波得到，

所述框架角離散微分濾波器可以表示為：

其中，φ_P(k+1)為當前時刻框架角傳感器測得的俯仰框架角，φ_R(k+1)為當前時刻框架角傳感器測得的滾轉框架角；

為上一時刻的俯仰框架角跟蹤信號，為當前時刻的俯仰框架角跟蹤信號，為當前時刻框架角離散微分濾波器輸出的俯仰框架角速度；

為上一時刻的滾轉框架角跟蹤信號，為當前時刻的滾轉框架角跟蹤信號，為當前時刻框架角離散微分濾波器輸出的滾轉框架角速度；