CN108845582A - 一种btt控制飞行器滚转角指令动态限幅算法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种BTT控制飞行器滚转角指令动态限幅算法，该算法包括以下步骤：步骤一、将制导指令解算单元解算出的飞行器滚转角指令和惯导解算单元计算出的飞行器合成攻角发送给滚转角指令动态限幅单元；步骤二、滚转角指令动态限幅单元根据预设的算法计算出滚转角指令斜率限幅值；步骤三、根据滚转角指令斜率限幅值和上一拍滚转角指令计算出当前拍限幅后的滚转角指令；步骤四，将限幅后的滚转角指令作为输入送给滚动通道。本发明解决了BTT控制飞行器大机动下侧滑角难以抑制以及过载响应快速性下降的问题。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器飞行控制领域，特别涉及一种BTT控制飞行器滚转角指令动态限幅算法。
背景技术
采用BTT控制的飞行器通过主升力面提供正向升力，飞行器制导指令为极坐标形式，即同一时刻给出过载机动的方向和大小，为在要求的空间方向上进行过载机动，需要控制导弹快速滚转，在大过载机动和快速滚转机动时导弹的运动学耦合、惯性耦合、气动耦合会增强，产生较大的耦合侧滑角，由于飞行任务或飞行器特点有抑制侧滑角需求，比如采用吸气式发动机的飞行器对侧滑角抑制较为严苛，侧滑角增大时会显著提高发动机熄火的风险，为了抑制侧滑角，一方面要限制过载，另一方面要限制滚转角速度，这两种方法均会降低BTT控制过载响应快速性。
目前国内BTT控制飞行器控制方法领域中均无涉及提高过载响应快速性的滚转角指令动态限幅算法。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种适用于有侧滑角抑制需求飞行器的滚转角指令动态限幅算法，使飞行器在有效抑制侧滑角的前提下快速响应滚转角指令，完成期望机动。
本发明提供的一种提高BTT控制响应快速性的滚转角指令动态限幅算法，包括：
步骤一、将制导指令解算单元解算出的飞行器滚转角指令和惯导解算单元计算出的飞行器实时合成攻角发送给滚转角指令动态限幅单元；
步骤二、滚转角指令动态限幅单元根据预设的算法计算出滚转角指令斜率限幅值；
步骤三、根据滚转角指令斜率限幅值和上一拍滚转角指令计算出当前拍限幅后的滚转角指令；
步骤四，将限幅后的滚转角指令作为输入送给滚动通道。
进一步，所述一种BTT控制飞行器滚转角指令动态限幅算法中选择合成攻角ALP作为其动态限幅变量。
进一步，所述步骤二中滚转角指令动态限幅算法是根据合成攻角ALP以及给定的预设算法算出滚转指令斜率限幅值，再根据滚转指令斜率限幅值、上一拍滚转角指令、制导指令给出的当前拍滚转角指令计算出当前拍限幅后的滚转角指令。
进一步，根据合成攻角计算出滚转指令斜率限幅值的预定算法为：当合成攻角ALP大于等于合成攻角上阈值ALP_up，则滚转角指令斜率限幅值limit等于滚转角指令斜率下界limit_low；当合成攻角ALP小于等于合成攻角下阈值ALP_low，则滚转角指令斜率限幅值limit等于滚转角指令斜率上界limit_up；当合成攻角大于合成攻角下阈值ALP_low且小于合成攻角上阈值ALP_up，则滚转角指令斜率限幅值limit等于fun(ALP)，其中fun(ALP)为以ALP为变量的递减函数，且满足fun(ALP_up)等于limit_low、fun(ALP_low)等于limit_up。
进一步，滚转角指令斜率计算的预定算法中滚转角指令斜率下界limit_low、滚转角指令斜率上界up_low、合成攻角下阈值ALP_low、合成攻角下阈值ALP_low、以及函数fun(ALP)的给定原则为：BTT控制飞行器控制响应过载指令过程中，在侧滑角小于限定值的前提下，飞控系统最快响应滚转角指令。
进一步，飞控系统响应以上算法算出的滚转角指令，在侧滑角抑制的前提下最快完成机动。
本发明的优点包括：通过本发明所提供以合成攻角ALP为输入的滚转角指令动态限幅算法，在保证侧滑角抑制的前提下提高了BTT控制飞行器的过载响应快速性。
附图说明
图1为本发明所提供的BTT控制飞行器滚转角指令动态限幅算法流程图。
具体实施方式
下文中，结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
结合参考图1，将制导指令解算单元解算出的飞行器滚转角指令和惯导解算单元计算出的飞行器实时合成攻角发送给滚转角指令动态限幅单元，滚转角指令动态限幅单元根据预设的算法计算出滚转角指令斜率限幅值，根据滚转角指令斜率限幅值和上一拍滚转角指令计算出当前拍限幅后的滚转角指令，将限幅后的滚转角指令作为输入送给滚动通道。
在本发明的一个实施例中，具体工作流程描述如下：
步骤1，制导指令解算单元解算出的飞行器滚转角指令Gmac，惯导解算单位计算出当前合成攻角ALP；
步骤2，进行滚转角指令动态限幅，算出滚转角指令斜率限幅值limit，具体计算方法为：
上式中常数ALP_low、ALP_up、limit_up、lim_low，以及函数fun(·)选取的原则为在侧滑角小于限定值的前提下，飞控系统最快响应滚转角指令。本例中可取，ALP_low＝2，ALP_up＝8，limit_up＝80，limit_low＝20，fun(ALP)＝100-10×ALP。
步骤3，根据计算出来的limit值、制导指令解算单元解算出的飞行器滚转角指令Gmac和上一拍滚转角指令AP_Gmac_1，最终计算出当前拍限幅后的滚转角指令，计算方法为：
上式中step为解算周期。
步骤4，将步骤3计算得到的限幅后的滚转角指令AP_Gmac作为飞行控制系统的滚动通道输入值。
本发明通过滚转角指令动态限幅，在保证侧滑角在限定值的前提下，有效提高过载响应快速性，从而改善BTT控制飞行器的飞行控制品质
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.一种BTT控制飞行器滚转角指令动态限幅算法，其特征在于，包括：
步骤一、将制导指令解算单元解算出的飞行器滚转角指令和惯导解算单元计算出的飞行器合成攻角发送给滚转角指令动态限幅单元；
步骤二、滚转角指令动态限幅单元根据预设的算法计算出滚转角指令斜率限幅值；
步骤三、根据滚转角指令斜率限幅值和上一拍滚转角指令计算出当前拍限幅后的滚转角指令；
步骤四，将限幅后的滚转角指令作为输入送给滚动通道。
2.依据权利要求1所述的一种BTT控制飞行器滚转角指令动态限幅算法，其特征在于：所述步骤二中滚转角指令动态限幅算法选择合成攻角ALP作为其动态限幅变量。
3.依据权利要求2所述的一种BTT控制飞行器滚转角指令动态限幅算法，其特征在于：所述步骤二中滚转角指令动态限幅算法是根据合成攻角ALP以及给定的预设算法算出滚转指令斜率限幅值，再根据滚转指令斜率限幅值、上一拍滚转角指令、制导指令给出的当前拍滚转角指令计算出当前拍限幅后的滚转角指令。
4.依据权利要求3所述的一种BTT控制飞行器滚转角指令动态限幅算法，其特征在于：根据合成攻角计算出滚转指令斜率限幅值的预定算法，当合成攻角ALP大于等于合成攻角上阈值ALP_up，则滚转角指令斜率限幅值limit等于滚转角指令斜率下界limit_low；当合成攻角ALP小于等于合成攻角下阈值ALP_low，则滚转角指令斜率限幅值limit等于滚转角指令斜率上界limit_up；当合成攻角大于合成攻角下阈值ALP_low且小于合成攻角上阈值ALP_up，则滚转角指令斜率限幅值limit等于fun(ALP)，其中fun(ALP)为以ALP为变量的递减函数，且满足fun(ALP_up)等于limit_low、fun(ALP_low)等于limit_up。
5.依据权利要求4所述的一种BTT控制飞行器滚转角指令动态限幅算法，其特征在于：滚转角指令斜率计算的预定算法中滚转角指令斜率下界limit_low、滚转角指令斜率上界up_low、合成攻角下阈值ALP_low、合成攻角下阈值ALP_low、以及函数fun(ALP)的给定原则为：BTT控制飞行器控制响应过载指令过程中，在侧滑角小于限定值的前提下，飞控系统最快响应滚转角指令。
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