[发明专利]一种用于捷联导引头的自动驾驶仪的设计方法

摘要

本发明公开了一种用于捷联导引头的自动驾驶仪的设计方法。在控制结构上采用传统成熟的带伪姿态角的三回路过载跟踪模式，使自动驾驶仪的三个主导极点重合于实轴上，且重合位置在保证系统稳定裕度以及反向超调极小的基础上，尽量远离虚轴，以提高快速响应的能力；该设计方法在当前控制系统的基础上尽量提升自动驾驶仪的快速响应能力，且同时避免出现任何正向超调，以实现过载指令的平滑跟踪，大大地减小了自动驾驶仪对捷联导引头目标识别算法的不利影响，极大地提升了最终的命中精度；此外，该方法还具有算法简单，易于工程实现的优点。

主权项

一种用于捷联导引头的自动驾驶仪的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立数学模型：将弹道倾角速率指令值放大倍后，进行三环反馈控制，得到实际弹道倾角速率并输出；其中，内环前向通道传递函数为内环反馈系数为Kw；中环前向通道传递函数为中环反馈系数为Kiw；外环前向通道传递函数为外环反馈系数为1；Gdj(s)是舵系统的传递函数，是舵偏角到弹体角速率的传递函数，是弹体角速率到弹道倾角速率的传递函数，Φ1(s)是内环闭环传递函数，Φ2(s)是中环闭环传递函数，表示积分运算，Kniw为外环前向增益；(2)根据上述数学模型的延时特性零点确定主导极点Sn的位置；(3)计算得到上述数学模型的整个闭环回路的特征多项式为：sGωδ(s)*Gdj(s)+(Kw*s+Kiw)+Kniw*Gθ·ω(S)=0,]]>由该特征多项式得到f(s)＝g(s)，其中，f(s)为每项均包含Kw、Kiw或Kniw的多项式；将上述主导极点Sn分别带入f(s)＝g(s)、f′(s)＝g′(s)和f″(s)＝g″(s)计算得到内环反馈系数Kw、中环反馈系数Kiw和外环前向增益Kniw的值；舵系统的传递函数Gdj(s)、舵偏角到弹体角速率的传递函数和弹体角速率到弹道倾角速率的传递函数分别为：Gdj(s)=1s2d2+2ϵsd+1,]]>和Gθ·ω(s)=c3s2+c3b1s+c3b2-b3c1-(b3s+b3c1-b2c3),]]>其中，ε为阻尼比，d为舵机带宽，b1为阻尼动力系数，b2为静稳定动力系数，b3为舵效动力系数，c1为舵身升力动力系数，c3为舵面升力动力系数。