[发明专利]一种高速靶机飞行控制系统和控制方法

说明书

本发明提供一种高速靶机飞行控制系统和控制方法，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，该高速靶机飞行控制系统和控制方法设计合理，能够解决现有技术中高速靶机操控特性差以及高速化设计与飞行任务和性能不匹配的技术问题。

技术领域

本发明属于无人机技术领域，特别涉及一种高速靶机飞行控制系统和控制方法。

背景技术

高速靶机是用于防空武器系统进行试验鉴定以及部队进行训练用的模拟靶标。为应对越来越大的高速目标的威胁，提高防空武器的作战效能，高速靶机的研制，成为研究热点，针对其中操纵耦合，铰链力矩大等问题，都是研制过程中的难点。本控制系统和控制方法满足靶机全程和演习的飞行任务需求，依据靶机气动布局特点、载荷类型和供电需求，开展高靶机的控制系统研制和控制方法设计。

本发明涉及的高速靶机为了实现超音速化，操纵面形式为“X”字型，该类型操纵技术，对舵面的操纵力得到有效的分配，减少了对舵机轴抗弯、抗扭的能力需求。采用舵面分配的操纵方式，对操纵具有一定的容错能力。

光纤惯导具有参数装订、正常对准、快速对准、导航等功能，具备全天自主导航和卫星定位能力，可以实现任务期间内高精度的纯惯性导航，不受GPS干扰和丢星等情况的制约。

回收系统的自动化是考核回收系统的难题，采用时序控制+高度预判的形式，进行回收过程自动控制，为此，本发明提出一种高速靶机飞行控制系统和控制方法。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种高速靶机飞行控制系统和控制方法，该高速靶机飞行控制系统和控制方法设计合理，能够解决现有技术中高速靶机操控特性差以及高速化设计与飞行任务和性能不匹配的技术问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种高速靶机飞行控制系统，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。

一种高速靶机飞行控制方法，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。

作为本发明的一种优选实施方式，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：