[发明专利]一种高速靶机飞行控制系统和控制方法

权利要求书

1.一种高速靶机飞行控制系统，其特征在于，包括飞行控制计算机、惯导、GPS/BD接收机、GPS/BD天线、配电器、电池、舵控、舵机、数据链、曳光管载荷、雷达模拟器载荷、高度表、空速攻角侧滑角传感器、舵机散热涵道电机、气囊电机和切绳器，所述飞控计算机起到控制律解算，接收惯导、高度表、空速计传感器数据，解算出所需要的舵偏控制指令发送给舵控，解算的油门/转速指令给发动机ECU；所述惯导作用是对靶机飞行过程中的姿态角、姿态角速度、加速度、经纬高位置信息进行测量，并发送给飞控计算机，其中卫星导航的信息由GPS/BD接收板卡获得，并和惯性测量的导航信息进行融合，得到理想的导航信息；所述GPS/BD接收机是对GPS天线获得的卫星数据进行解算，给出卫星导航的速度、位置、时间等信息；所述GPS/BD天线作用是捕获卫星发送的无线电信号，并传送给GPS/BD板卡；所述配电器，是全系统供电，将电池和发电机的电稳压在28V，并给出不同功率限制的分路，给出TTL的控制分路；所述电池，在发电机不工作的情况下，给全系统供电；所述舵控是对舵机分系统进行控制的单元，特征是1个舵控盒控制4个舵机，接收飞控发来的指令，分别控制四个舵机的偏转；所述舵机，是飞控系统的执行机构，通过一定的分配策略进行三通道解耦操纵；所述曳光管载荷和雷达模拟器载荷是飞控控制的任务，执行空战对抗模拟；所述高度表，采用雷达高度计，给出靶机相对地面的高度信息；所述空速管用于给出靶机相对空气的速度；所述舵机散热涵道电机，是进行舵机散热的吹起装置；所述气囊电机是在降落阶段给气囊充气的装置；所述切绳器是靶机落地后对伞绳进行切割的装置。

2.一种高速靶机飞行控制方法，其特征在于：控制过程为飞行控制计算机采集惯导的导航信息，雷达高度表的高度信息，空速管空速信息，攻角侧滑角传感器的攻角侧滑角信息，控制发动机启停和转速，控制多机偏转，控制伞的打开，气囊的打开，散热涵道电机的开闭，雷达模拟器、曳光管载荷的开闭。

3.根据权利要求2所述的一种高速靶机飞行控制方法，其特征在于：靶机控制采用X型布局形式，舵机采用特定的分配方式进行控制分配，通过四个舵偏的联动，实现对滚转、偏航和俯仰的解耦控制，从靶机尾部朝前看，舵往顺时针偏转为正，各通道的舵偏定义见下式：

式中δ_x、δ_y、δ_z分别是滚转通道、偏航通道和俯仰通道舵偏。

反算各舵偏对应的三通道位置：

4.根据权利要求2所述的一种高速靶机飞行控制方法，其特征在于：所用的惯导，采用光纤惯导，气囊和回收伞采用TTL控制开闭，回收气囊采用电机充气，电机供电为12V，飞控和发动机ECU的通信方式采用422串口。

5.根据权利要求2所述的一种高速靶机飞行控制方法，其特征在于：舵偏具有较高的容错能力，在任何一个舵面卡死的情况下，通过重新舵面分配，还能继续进行工作。

6.根据权利要求2所述的一种高速靶机飞行控制方法，其特征在于：回收过程的控制，通过逻辑时序和高度表进行自动伞降回收。

7.根据权利要求2所述的一种高速靶机飞行控制方法，其特征在于：飞控计算机通过TTL开关量，进行载荷的开闭控制。

8.根据权利要求5所述的一种高速靶机飞行控制方法，其特征在于：若舵面1失去控制能力，新舵面分配策略为：

若舵面2失去控制能力，新舵面分配策略为：

若舵面3失去控制能力，新舵面分配策略为：

若舵面4失去控制能力，新舵面分配策略为：

9.根据权利要求2所述的一种高速靶机飞行控制方法，其特征在于：选用的电池和电源变换器电压为28V。

10.根据权利要求2所述的一种高速靶机飞行控制方法，其特征在于：高速计为雷达高度计，100m范围内测距有效，实现伞降回收时的离地高度信息测量。