[发明专利]一种运载火箭姿态角速率信号的测量系统及方法

摘要

本发明公开了一种运载火箭姿态角速率信号的测量系统及方法，对于运载火箭的俯仰通道、偏航通道和滚动通道中的每个通道，通过捷联惯组姿态角信号并替代速率陀螺仪来获取角速率信号；对姿态角信号进行四元数解算；对角速率信号进行滤波；对四元数解算结果和角速率信号滤波结果，进行校正网络差分方程计算得到摆角控制指令。本发明在不增加运载火箭速率陀螺仪硬件配置和增加软件算法复杂度的情况下，充分利用捷联惯组中的陀螺信号，参与姿态角速率通道的控制，解决了运载火箭姿态角速率信号测量的冗余设计问题，达到了提高运载火箭飞行可靠性的有益效果。

主权项

一种运载火箭姿态角速率的测量系统，其特征在于，对于运载火箭的俯仰通道、偏航通道和滚动通道中的每个通道，设置有伺服机构、箭机及两套捷联惯组；每套所述捷联惯组从运载火箭的箭体处，获取姿态角信号并取代速率陀螺仪来获取角速率信号；所述箭机中，通过冗余判别模块对两套所述捷联惯组获取的数据进行故障诊断，并将其中被诊断为正确的一套捷联惯组获取的数据作为所选捷联惯组数据输出；通过捷联惯组数据处理模块，将所选捷联惯组数据中的姿态角信号和角速率信号分开形成两路信号，将其中的姿态角信号送至四元数解算模块进行运算，将其中的角速率信号送至滤波网络模块进行运算；通过设置校正网络模块对四元数解算模块及滤波网络模块的运算结果进行综合计算得到相应的控制指令，并输出该控制指令至伺服机构来实现姿态控制。