[发明专利]一种基于鸭舵的弹/箭三通道控制方法及控制装置

说明书

本发明公开了一种基于鸭舵的弹/箭三通道控制方法及控制装置，该控制方法包括以下步骤：采用光纤惯导实时测量火箭的飞行参数，并将测量值发送给箭载计算机；根据接收的测量值，箭载计算机采用在线识别自适应控制算法、综合解算算法、实时解耦算法以及舵指令综合算法计算数字式电动舵机的偏转指令信息，并将偏转指令信息发送到舵机控制器；根据接收的偏转指令信息，舵机控制器控制数字式电动舵机的鸭舵偏转，实现对火箭姿态角和角速度的控制。上述控制方法能够实现俯仰偏航通道的姿态控制和弹道控制、以及滚转通道的角速度控制，降低火箭飞行过程中的滚转角速度。

技术领域

本发明涉及弹/箭控制技术领域，具体涉及一种基于鸭舵的弹/箭三通道控制方法及控制装置。

背景技术

鸭式布局控制面位于弹/箭靠前位置，弹翼位于弹身尾部，是目前弹/箭常用的一种气动布局方式。与正常式布局相比，鸭式布局有以下几个主要优点：在气动性能方面，由于舵面偏转方向与攻角方向相同，其升阻比大且响应快；在结构设计方面，通过改变舵面与翼面的位置以及相对距离可有效地调节弹/箭的压心位置，便于总体设计；控制面距离惯性导引组件、弹载计算机近，降低了控制机构的复杂性，可减小弹/箭重量，便于小型化；操纵力臂大，鸭舵尺寸小，可减小舵机功率。

然而，鸭式布局存在难以进行滚转控制的不足之处。鸭式布局中，一般情况下鸭舵的面积与展长均小于尾翼，当鸭舵偏转一定角度进行滚转控制时，鸭舵后缘拖出的下铣气流会作用在尾翼上使其产生与鸭舵控制方向相反的滚转力矩，有时该诱导滚转力矩甚至会超过鸭舵本身产生的滚转力矩，使得弹/箭难以进行滚转控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于鸭舵的弹/箭三通道控制方法及控制装置，该控制方法能够实现俯仰偏航通道的姿态控制和弹道控制、以及滚转通道的角速度控制，降低火箭飞行过程中的滚转角速度。

本发明采用以下具体技术方案：

一种基于鸭舵的弹/箭三通道控制方法，包括以下步骤：

采用光纤惯导实时测量火箭的飞行参数，并将测量值发送给箭载计算机；

根据接收的测量值，箭载计算机采用在线识别自适应控制算法、综合解算算法、实时解耦算法以及舵指令综合算法计算数字式电动舵机的偏转指令信息，并将偏转指令信息发送到舵机控制器；

根据接收的偏转指令信息，舵机控制器控制数字式电动舵机的鸭舵偏转，实现对火箭姿态角和角速度的控制。

更进一步地，飞行参数包括箭体的姿态角、速度、角速度以及位置。

更进一步地，箭载计算机采用在线识别自适应控制算法对滚转通道的角速度进行比例控制。

更进一步地，在线识别自适应控制算法包括滚转起控算法、滚转异常判断算法以及比例控制算法。

更进一步地，箭载计算机采用综合解算算法和实时解耦算法对俯仰偏航通道的姿态角进行姿态控制。

更进一步地，数字式电动舵机采用舵指令综合算法对舵机控制器的三通道舵指令进行解算，将三通道舵指令分配到四个舵机通道。

一种执行上述技术方案中任意一种控制方法的三通道控制装置，包括光纤惯导、箭载计算机以及舵机控制器；

所述箭载计算机与所述光纤惯导、所述舵机控制器连接，并存储有用于执行在线识别自适应控制算法、综合解算算法、实时解耦算法、舵指令综合算法、滤波器、限幅器以及运算器的计算机程序。

更进一步地，滚转通道采用的滤波器为一阶低通滤波器。

更进一步地，俯仰偏航通道采用的滤波器为带阻数字滤波器。

更进一步地，箭载计算机为数字式飞控计算机。

有益效果：