[发明专利]导航与控制周期不同步的飞行控制方案的软件实现方法

说明书

本发明公开了导航与控制周期不同步的飞行控制方案的软件实现方法，包括通信连接的惯性导航模块和控制周期模块，所述的方法包括：将惯性导航算法运行在定时器中断服务函数中；通过在定时器中断服务函数中置控制周期标志、Main函数中while循环读取控制周期标志的方式给控制算法提供在Main函数中的运算周期，将组合导航修正算法运行在Main函数的控制算法周期中；本发明将惯性导航算法运行在定时器中断服务函数中，控制算法周期运行在Main函数中，简化了导航与控制算法的数据交互时的读写锁，避免了潜在的死锁现象。

技术领域

本发明涉及飞行控制软件设计技术领域，特别是一种导航周期与控制周期不同步控制方案的软件实现方法。

背景技术

飞行控制软件是各种飞行器系统中的核心软件，其控制算法依赖于导航精度。缩短惯性导航运算周期是提升导航精度的一个有效方法。当惯性导航运算周期缩小到一定程度后，由于在惯性导航算法之后运行的组合导航修正算法和控制算法无法在一个惯性导航周期内运算完成，故而出现了导航周期与控制周期不同步的控制方案。通常的设计中，导航周期与控制周期成倍数关系，例如控制周期是惯性导航周期的两倍。

由于运行在控制周期中的组合导航修正算法和控制算法需要使用惯性导航算法的输出作为输入，而组合导航算法要修正当前的惯性导航输出并作为下个惯性导航周期的输入，因此在导航周期与控制周期不同步的控制方案中，如何处理导航与控制算法的输入输出数据传递过程是非常关键的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种导航与控制周期不同步的飞行控制方案的软件实现方法，本发明简化了程序结构，同时避免了死锁的出现。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种导航与控制周期不同步的飞行控制方案的软件实现方法，包括通信连接的惯性导航模块和控制周期模块，所述控制周期模块用于接收卫星信号，并对卫星信号的有效性进行判断，以及接收所述惯性导航模块输出的导航数据，所述惯性导航模块用于接收所述控制周期模块输出的组合导航修正数据，并判断是否需要用所述组合导航修正数据代替上一个周期的惯性导航算法的结果作为本周期惯性导航模块中惯性导航算法的输入；所述的方法还包括：

将预置于所述惯性导航模块中的惯性导航算法运行在定时器中断服务函数中，通过在定时器中断服务函数中置控制周期标志、Main函数中while循环读取控制周期标志的方式给预置于所述控制周期模块中的控制算法提供在Main函数中的运算周期，并且将预置于控制周期模块中的组合导航修正算法运行在Main函数的控制算法周期中，若所述控制周期模块收到卫星信号且对卫星的定位结果与当前控制周期模块中的惯性导航结果在预先设定的阈值范围内，则认为卫星信号有效，此时利用预置于控制周期模块中的组合导航修正算法对卫星进行导航修正，若惯性导航模块判断控制周期模块中Main函数上个控制算法周期进行了组合导航算法修正，则将修正结果代替上一个周期的惯性导航算法结果，然后再进行本周期的惯性导航解算。

作为一种优选的实施方式，所述控制周期标志根据控制算法周期与惯性导航算法周期的倍数关系进行设置，具体的倍数关系决定通过多少次惯性导航算法的中断置一次控制周期标志。

作为另一种优选的实施方式，还包括：

当惯性导航算法运行完定时器中断服务函数，进入控制算法周期时，将最新的惯性导航算法的解算结果复制一份用于进入的控制算法周期的解算。

作为另一种优选的实施方式，所述惯性导航算法的解算结果包括姿态角、速度、位置以及关键的中间变量。

作为另一种优选的实施方式，还包括：当组合导航修正算法完成后，将完成标志置位，提供给定时器中断服务函数中的惯性导航算法。

作为另一种优选的实施方式，在所述组合导航修正算法过程中对相关变量进行加锁。