[发明专利]利用加速度计实现过载驾驶仪的控制方法

摘要

本发明涉及一种利用加速度计实现过载驾驶仪的控制方法。首先计算在惯性坐标系下弹体姿态角速率与过载之间的函数关系，其次在弹道特征点处，采用古典控制理论的根轨迹方法得到过载驾驶仪的阻尼回路增益Kg和稳定回路的增益KA；最后基于第一步所得到的结果，利用弹体坐标系下加速度计信号构造阻尼回路，以加速度计实现了过载驾驶仪。本发明针对导弹的动态特性，利用过载与角速率之间的函数关系，通过过载驾驶仪重复利用加速度计构造阻尼内回路的方法，进行数学仿真验证，并提出相应的工程实现方案。

主权项

1.利用加速度计实现过载驾驶仪的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步：计算在惯性坐标系下弹体姿态角速率与过载之间的函数关系：其中，ψ分别为弹体的俯仰角和偏航角，θ为弹道倾角，V为弹体的飞行速度，b_α为弹体的气动参数，代表1°攻角所产生的弹道倾角变化量，分别为弹体坐标系下Oy_b、Oz_b方向上弹体的质心过载；第二步：在弹道特征点处，采用古典控制理论的根轨迹方法得到过载驾驶仪的阻尼回路增益K_g和稳定回路的增益K_A：首先在弹道上选取特征点，确定特征点出导弹的各项参数，包括空气密度和飞行速度，并计算气动参数以及特征点处弹体传递函数的各项系数，即弹体无阻尼振荡频率T_m、阻尼μ_m、气动增益和气动时间常数T_i，弹体传递函数如下所示：(0.2)其中，传递函数各系数与气动参数的关系如下所示：(0.3)T=1aα+aωbα,μm=aω+bα2aα+aωbα]]>其中，a_ω、a_α、b_α、b_δ均为导弹弹体气动参数由风洞实验给出；第三步：基于第一步所得到的结果，利用弹体坐标系下加速度计信号构造阻尼回路，以加速度计实现了过载驾驶仪：对于捷联安装的加速度计，所得信号是弹体坐标系下两个方向的过载a_yb、a_zb，利用坐标转换，在滚转角γ已知的情况下，得到准弹体坐标系的过载axb*ayb*azb*=L-1(γ)axbaybazb---(0.4)]]>由此，即可得到阻尼回路反馈的两对舵指令如下：δybdδzbd=KgV·bαcosγsinγ-sinγcosγa·yb*1cosθa·zb*---(0.5)]]>制导回路获取俯仰和偏航通道的过载指令a_ybc、a_zbc，两个回路的舵指令进行模拟运算后，得到过载驾驶仪最终的控制指令：δybδzb=KAaybc-aybazbc-azb+δybdδzbd---(0.6)]]>其中，δ_yb、δ_zb分别为弹体坐标系下两对舵的指令。