[发明专利]飞行器半实物仿真中目标运动跟踪模拟方法及系统

权利要求书

1.一种飞行器半实物仿真中目标运动跟踪模拟系统，其特征在于，三轴转台(1)、目标阵面系统(2)、信号产生系统(3)、计算机控制系统(4)以及数据采集系统(5)；

所述三轴转台(1)位于阵面球心上，主要用于模拟弹体姿态；

所述目标阵面系统(2)用于模拟目标运动轨迹，并放出目标射频信号；

所述信号产生系统(3)用于为所述目标阵面系统(2)提供目标射频信号来源；

所述计算机控制系统(4)用于模拟飞行器及目标的运动过程；

所述数据采集系统(5)用于对飞行器及目标状态进行实时监控。

2.一种飞行器半实物仿真中目标运动跟踪模拟方法，其特征在于，运用权利要求1所述的飞行器半实物仿真中目标运动跟踪模拟系统执行如下步骤：

步骤S1：所述计算机控制系统(4)作用于所述目标阵面系统(2)和所述信号产生系统(3)，对所述目标阵面系统(2)的信号辐射特性和运动特性进行实时控制，并实时解算实时位置、速率及相对运动关系；

步骤S2：对所述三轴转台(1)输送相应的姿态控制指令，控制所述三轴转台(1)姿态；

步骤S3：对飞行器半实物仿奇异点进行规避控制，实现三轴转台与阵面目标配合完成相对运动模拟过程；

步骤S4：通过数据采集系统(5)实时监控，记录飞行器状态。

3.根据权利要求2所述的飞行器半实物仿真中目标运动跟踪模拟方法，其特征在于，所述步骤S3采用：提前调整阵面目标位置令试验室环境下卧式转台对于阵面目标路径等于实际情况下飞行器对于目标路径的转台控制方法，将立式转台转卧式转台再控制造成的计算奇异点进行规避控制，实现三轴转台与阵面目标配合完成相对运动模拟过程。

4.根据权利要求2所述的飞行器半实物仿真中目标运动跟踪模拟方法，其特征在于，包括：所述步骤S3采用：

步骤S3.1：确定三轴转台欧拉角控制限幅数值和天线阵面视场限幅数值；

步骤S3.2：计算飞行器半实物仿真全过程无初始调整量的转台欧拉角和天线阵面角位置控制量；

步骤S3.3：调整阵面内的目标初始位置，获得阵面调整量高低角和方位角，确保整个实时运算过程中所述三轴转台(1)姿态幅度不超过所述三轴转台(1)限制以及目标位置不超阵面范围；

步骤S3.4：将三轴转台和阵面初始调整量高低角和方位角带入姿态转换矩阵，计算调整后的三轴转台和阵面控制量。

5.根据权利要求2所述的飞行器半实物仿真中目标运动跟踪模拟方法，其特征在于，包括：所述步骤S3.4采用：

步骤S3.4.1：调整阵面内目标初始位置，使目标位置不超出阵面范围，获得阵面调整量高低角和方位角；

步骤S3.4.2：将获得的阵面调整量高低角和方位角转化为与阵面调整量相关的三轴转台姿态控制量。

6.根据权利要求5所述的飞行器半实物仿真中目标运动跟踪模拟方法，其特征在于，所述步骤S3.4.2采用：

步骤S3.4.2.1：由地理坐标系到阵面视线坐标系下的姿态变换矩阵为：

其中，ε₀表示阵面调整量高低角；β₀表示阵面调整量方位角；

步骤S3.4.2.2：由载体坐标系到阵面视线坐标系下的姿态变换矩阵为：

其中，表示由载体坐标系到地理坐标系的姿态转化矩阵；

其中，表示实物实际俯仰角；γ表示实物实际横滚角；Ψ表示实物实际偏航角。

步骤S3.4.2.3：三轴转台相对于阵面目标的转换矩阵为转台相对于阵面目标主要模拟飞行器相对于目标在载体坐标系到视线坐标系下姿态转化，

其中，其中三轴转台相对于阵面目标矩阵设为

利用得与阵面调整量相关的三轴转台姿态控制量为：

其中，θ表示实物实际俯仰角，表示实物实际偏航角，γ为实物实际横滚角；β₀表示阵面调整量方位角，ε₀表示阵面调整量高低角；φ^*为控转台偏航量，θ^*为控转台俯仰量，γ^*为控制台横滚量。