[发明专利]基于惯性耦合特性的飞行器姿态补偿控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及航天领域，尤其涉及一种基于惯性耦合特性的飞行器姿态补偿控制方法。

背景技术

飞行器在飞行过程中，其飞行姿态通常可以划分为滚动、偏航和俯仰三个姿态运动通道的运动。对于轴对称飞行器，其三个通道之间的耦合很弱，因而可以将耦合对于轴对称飞行器的飞行姿态的影响作为随机小扰动，构建轴对称飞行器的小扰动气动力模型。目前，通常根据小扰动气动力模型，在轴对称飞行器内设置三个独立的姿态控制器，分别用于控制该飞行器俯仰通道、偏航通道和滚动通道的角速度。

然而，轴对称飞行器只是面对称飞行器的一个特例。飞行速度较高(例如超过5马赫)的飞行器通常采用面对称的气动布局，即为面对称飞行器，在其飞行过程中，其滚动、偏航和俯仰三个通道之间的耦合较强。通常通道间的耦合特性可以包括惯性耦合特性、运动耦合特性和气动耦合特性；目前，对于面对称飞行器的三个通道之间的惯性耦合特性往往只进行定性分析，缺乏对通道间的惯性耦合特性的交联影响的较为准确的量化分析；自然无法根据量化的惯性耦合特性的交联影响对飞行器进行补偿控制。而根据量化的惯性耦合特性的交联影响对飞行器进行补偿控制，有助于对飞行器的控制更为准确、可靠。

因此，有必要提供一种基于惯性耦合特性的飞行器姿态补偿控制方法，以更为准确、可靠地控制飞行器。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明实施例提供了一种基于惯性耦合特性的飞行器姿态补偿控制方法，以更为准确、可靠地控制飞行器。

本发明的技术方案根据一个方面，提供了一种基于惯性耦合特性的飞行器姿态补偿控制方法，包括：

根据如下公式4计算得到滚动通道的滚动舵的舵面偏转角δ_x；

使用所述滚动舵的舵面偏转角δ_x对所述滚动舵的舵面偏转指令值进行补偿后，得到补偿后的滚动舵的舵面偏转指令值；

将补偿后的滚动舵的舵面偏转指令值输入到所述滚动舵的伺服机构，由所述滚动舵的伺服机构相应控制所述飞行器的姿态；

其中，公式4为：

δx=-[(IY-IZ)ωyωz+IZX(ω·z+ωxωy)]/Mxδx]]>…………(公式4)

其中，表示所述飞行器俯仰通道的基于惯性耦合特性的角速度，I_Y、I_Z分别表示所述飞行器偏航、俯仰通道的惯量，ω_x、ω_y、ω_z分别表示所述飞行器滚动、偏航、俯仰三个通道的角速度，I_ZX表示所述飞行器滚动通道与俯仰通道之间的惯性积，表示所述飞行器滚动通道的滚动舵的滚动力矩系数。

进一步，所述基于惯性耦合特性的飞行器姿态补偿控制方法，还包括：

根据如下公式5计算得到偏航通道的偏航舵的舵面偏转角δ_y；

使用所述偏航舵的舵面偏转角δ_y对所述偏航舵的舵面偏转指令值进行补偿后，得到补偿后的偏航舵的舵面偏转指令值；