CN110928325A - 一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法 - Google Patents

一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110928325A
CN110928325A CN201911043353.9A CN201911043353A CN110928325A CN 110928325 A CN110928325 A CN 110928325A CN 201911043353 A CN201911043353 A CN 201911043353A CN 110928325 A CN110928325 A CN 110928325A
Authority
CN
China
Prior art keywords
attitude control
control power
moment
control
active section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911043353.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110928325B (zh
Inventor
肖文
刘秀明
李欣
戴世聪
姜智超
孙超逸
王颖
张鹏宇
侯佳佳
闫颖鑫
谢佳
陈芳
巩英辉
张宁宁
陈敏
赵晓利
赵良
张敏刚
刘辉
陈默
杨丁
余亚晖
肖振
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Beijing Institute of Near Space Vehicles System Engineering
Original Assignee
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Beijing Institute of Near Space Vehicles System Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Academy of Launch Vehicle Technology CALT, Beijing Institute of Near Space Vehicles System Engineering filed Critical China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Priority to CN201911043353.9A priority Critical patent/CN110928325B/zh
Publication of CN110928325A publication Critical patent/CN110928325A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110928325B publication Critical patent/CN110928325B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/107Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for missiles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法,包括如下步骤:S1、建立主动段干扰力矩模型,获得主动段的干扰力矩;S2、建立主动段控制力矩模型,获得姿控动力的控制力矩;S3、如果姿控动力的控制力矩大于主动段的干扰力矩,转入S4;否则判定主动段的姿控动力控制能力不足;S4、如果姿控动力的控制力矩满足操纵性要求,转入S5,否则判定主动段的姿控动力控制能力不足;S5、主动段的姿控动力控制能力分析结束。通过姿控动力控制能力分析方法,能够实现姿控动力系统的合理配置,姿控动力系统控制能力能够克服干扰力矩,满足不同飞行任务操纵性需求。

Description

一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法
技术领域
本发明涉及一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法,属于飞行器总体设计技术领域。
背景技术
飞行器高空主动段面临高度高、密度小导致飞行动压小、气动控制能力不足的特点。因此,设计配置一种姿控动力系统,以实现气动控制能力不足下姿态稳定控制。主动段飞行姿控动力系统为了实现飞行器的姿态控制,就必须克服主动段发动机推力线偏斜及推力线横移、质心偏差带来的结构干扰,并克服气动干扰力矩。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供了一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法,包括如下步骤:S1、建立主动段干扰力矩模型,获得主动段的干扰力矩;S2、建立主动段控制力矩模型,获得姿控动力的控制力矩;S3、如果姿控动力的控制力矩大于主动段的干扰力矩,转入S4;否则判定主动段的姿控动力控制能力不足;S4、如果姿控动力的控制力矩满足操纵性要求,转入S5,否则判定主动段的姿控动力控制能力不足;S5、主动段的姿控动力控制能力分析结束。通过姿控动力控制能力分析方法,能够实现姿控动力系统的合理配置,姿控动力系统控制能力能够克服干扰力矩,满足不同飞行任务操纵性需求。
本发明目的通过以下技术方案予以实现:
一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法,包括如下步骤:
S1、建立主动段干扰力矩模型,获得主动段的干扰力矩;
S2、建立主动段控制力矩模型,获得姿控动力的控制力矩;
S3、如果姿控动力的控制力矩大于主动段的干扰力矩,转入S4;否则判定主动段的姿控动力控制能力不足;
S4、如果姿控动力的控制力矩满足操纵性要求,转入S5,否则判定主动段的姿控动力控制能力不足;
S5、主动段的姿控动力控制能力分析结束。
优选的,所述主动段干扰力矩模型包括发动机推力线横移干扰力矩、发动机推力线偏斜干扰力矩、质心横移干扰力矩、气动干扰力矩。
优选的,所述发动机推力线横移干扰力矩为:
Mrx1=0
Mry1=Fp·zp
Mrz1=-Fp·yp
式中,Fp为发动机推力,yp、zp分别为发动机推力线在y方向和z方向横移量,Mrx1、Mry1、Mrz1分别为发动机推力线横移在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩。
优选的,所述发动机推力线偏斜干扰力矩为:
Mrx2=-Fry2·zp
Mry2=Frz2·(Lp-Xc)
Mrz2=-Fry2·(Lp-Xc)
式中,Frx2、Fry2、Frz2分别为发动机偏斜在x方向、y方向、z方向产生的干扰力;Mrx2、Mry2、Mrz2分别为发动机偏斜在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Lp为发动机尾端面距弹体理论顶点的距离,Xc为导弹质心距理论顶点的距离;zp为发动机推力线在z方向横移量。
优选的,所述质心横移干扰力矩为:
Mrx3=-Fry2·Δzc+Frz2·Δyc
Mry3=Fp·Δzc
Mrz3=-Fp·Δyc
式中,Mrx3、Mry3、Mrz3分别为质心横移在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Δzc、Δyc分别为质心在z方向、y方向的质心偏差;Fry2、Frz2分别为发动机偏斜在y方向、z方向产生的干扰力。
优选的,所述气动干扰力矩为:
Mrx4=qslCmx
Mry4=qslCmy
Mrz4=qslCmz
式中,q、s、l分别为动压、参考面积、参考长度;Cmx、Cmy、Cmz分别为滚转力矩系数、偏航力矩系数、俯仰力矩系数;Mrx4、Mry4、Mrz4分别为x方向、y方向、z方向的气动干扰力矩。
优选的,所述姿控动力的控制力矩为:
Mxpg=kxFpgLgz
Mypg=kyFpgcos(θpg)(Lpg-Xc)
Mzpg=kzFpgsin(θpg)(Lpg-Xc)
式中,Lpg为姿控动力推力作用点距弹体理论顶点的距离,Xc为导弹质心距理论顶点的距离,Fpg为姿控动力推力大小,Lgz为单个滚转力臂大小,θpg为喷管安装角度与z轴夹角;kx、ky、kz均为控制系数;Mxpg、Mypg、Mzpg分别为x方向、y方向、z方向的控制力矩。
优选的,S3中,姿控动力的控制力矩大于主动段的干扰力矩具体为:
Mxpg≥|Mrx1|+|Mrx2|+|Mrx3|+|Mrx4|
Mypg≥|Mry1|+|Mry2|+|Mry3|+|Mry4|
Mzpg≥|Mrz1|+|Mrz2|+|Mrz3|+|Mrz4|
式中,Mxpg、Mypg、Mzpg分别为x方向、y方向、z方向的控制力矩;Mrx1、Mry1、Mrz1分别为发动机推力线横移在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Mrx2、Mry2、Mrz2分别为发动机偏斜在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Mrx3、Mry3、Mrz3分别为质心横移在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Mrx4、Mry4、Mrz4分别为x方向、y方向、z方向的气动干扰力矩。
优选的,S4中姿控动力的控制力矩满足操纵性要求具体为:
Figure BDA0002253448730000041
Figure BDA0002253448730000042
Figure BDA0002253448730000043
式中,Mxpg、Mypg、Mzpg分别为x方向、y方向、z方向的控制力矩;Jx,Jy,Jz分别为x方向、y方向、z方向的转动惯量;ωxmax、ωxmin分别为x方向预设的最大角速度、x方向预设的最小角速度;ωymax、ωymin分别为y方向预设的最大角速度、y方向预设的最小角速度;ωzmax、ωzmin分别为z方向预设的最大角速度、z方向预设的最小角速度。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法的步骤。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果:
(1)本发明方法中建立了主动段发动机推力线横移干扰力矩、发动力推力线偏斜干扰力矩、质心横移干扰力矩、气动干扰力矩模型,更加全面的确定了飞行器干扰力矩大小;
(2)本发明方法中推力线偏斜干扰力矩,考虑了发动机推力线偏斜角度与发动机推力在弹体平面投影角度的影响,模型更加全面合理;
(3)本发明方法中采用了干扰力矩代数绝对值相加的评价方法,对最大干扰力矩进行了包络,提高了评价的准确性;
(4)本发明方法中姿控动力控制能力考虑了操纵性要求,可以避免姿控动力力矩过大或者过小,姿控动力配置更加合理;
(5)本发明方法中姿控动力控制力矩考虑了单喷管及双喷管控制力矩,其中控制力矩系数与发动机推力线偏斜干扰力矩建立了联系,控制力矩评价更加合理;
(6)本发明方法,能充分考虑主动段飞行器干扰力矩及控制力矩大小,有利于合理配置姿控动力大小并满足稳定性及操纵性要求,实现飞行器稳定控制。
附图说明
图1为本发明的步骤流程图;
图2为本发明发动机推力在弹体yoz平面的投影分量与z轴的夹角示意图;
图3为本发明姿控动力推力示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。
实施例1:
一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法,如图1所示,包括如下步骤:
S1、建立主动段干扰力矩模型,获得主动段的干扰力矩。所述主动段干扰力矩模型包括发动机推力线横移干扰力矩、发动机推力线偏斜干扰力矩、质心横移干扰力矩、气动干扰力矩。
所述发动机推力线横移干扰力矩为:
Mrx1=0
Mry1=Fp·zp
Mrz1=-Fp·yp
式中,Fp为发动机推力,yp、zp分别为发动机推力线在y方向和z方向横移量,Mrx1、Mry1、Mrz1分别为发动机推力线横移在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩。
所述发动机推力线偏斜干扰力矩为:
Mrx2=-Fry2·zp
Mry2=Frz2·(Lp-Xc)
Mrz2=-Fry2·(Lp-Xc)
式中,Frx2、Fry2、Frz2分别为发动机偏斜在x方向、y方向、z方向产生的干扰力;Mrx2、Mry2、Mrz2分别为发动机偏斜在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Lp为发动机尾端面距弹体理论顶点的距离,Xc为导弹质心距理论顶点的距离;zp为发动机推力线在z方向横移量。
所述质心横移干扰力矩为:
Mrx3=-Fry2·Δzc+Frz2·Δyc
Mry3=Fp·Δzc
Mrz3=-Fp·Δyc
式中,Mrx3、Mry3、Mrz3分别为质心横移在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Δzc、Δyc分别为质心在z方向、y方向的质心偏差;Fry2、Frz2分别为发动机偏斜在y方向、z方向产生的干扰力。
所述气动干扰力矩为:
Mrx4=qslCmx
Mry4=qslCmy
Mrz4=qslCmz
式中,q、s、l分别为动压、参考面积、参考长度;Cmx、Cmy、Cmz分别为滚转力矩系数、偏航力矩系数、俯仰力矩系数;Mrx4、Mry4、Mrz4分别为x方向、y方向、z方向的气动干扰力矩。
S2、建立主动段控制力矩模型,获得姿控动力的控制力矩。
所述姿控动力的控制力矩为:
Mxpg=kxFpgLgz
Mypg=kyFpgcos(θpg)(Lpg-Xc)
Mzpg=kzFpgsin(θpg)(Lpg-Xc)
式中,Lpg为姿控动力推力作用点距弹体理论顶点的距离,Xc为导弹质心距理论顶点的距离,Fpg为姿控动力推力大小,Lgz为单个滚转力臂大小,θpg为喷管安装角度与z轴夹角;kx、ky、kz均为控制系数;Mxpg、Mypg、Mzpg分别为x方向、y方向、z方向的控制力矩。
S3、如果姿控动力的控制力矩大于主动段的干扰力矩,转入S4;否则判定主动段的姿控动力控制能力不足。
姿控动力的控制力矩大于主动段的干扰力矩具体为:
Mxpg≥|Mrx1|+|Mrx2|+|Mrx3|+|Mrx4|
Mypg≥|Mry1|+|Mry2|+|Mry3|+|Mry4|
Mzpg≥|Mrz1|+|Mrz2|+|Mrz3|+|Mrz4|
式中,Mxpg、Mypg、Mzpg分别为x方向、y方向、z方向的控制力矩;Mrx1、Mry1、Mrz1分别为发动机推力线横移在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Mrx2、Mry2、Mrz2分别为发动机偏斜在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Mrx3、Mry3、Mrz3分别为质心横移在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Mrx4、Mry4、Mrz4分别为x方向、y方向、z方向的气动干扰力矩。
S4、如果姿控动力的控制力矩满足操纵性要求,转入S5,否则判定主动段的姿控动力控制能力不足。
S4中姿控动力的控制力矩满足操纵性要求具体为:
Figure BDA0002253448730000071
Figure BDA0002253448730000072
Figure BDA0002253448730000073
式中,Mxpg、Mypg、Mzpg分别为x方向、y方向、z方向的控制力矩;Jx,Jy,Jz分别为x方向、y方向、z方向的转动惯量;ωxmax、ωxmin分别为x方向预设的最大角速度、x方向预设的最小角速度;ωymax、ωymin分别为y方向预设的最大角速度、y方向预设的最小角速度;ωzmax、ωzmin分别为z方向预设的最大角速度、z方向预设的最小角速度。
S5、主动段的姿控动力控制能力分析结束。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
实施例2:
一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法,包括如下步骤
步骤1:建立主动段干扰力矩模型
主动段干扰力矩包括发动机推力线横移、发动机推力线偏斜、质心横移、气动引起的干扰力矩:
(1)发动机推力线横移干扰力矩
Figure BDA0002253448730000081
式中,Fp为发动机推力,yp、zp分别为发动机推力线在y方向和z方向横移量,Mrx1、Mry1、Mrz1分别为发动机推力线横移在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩。Frx1、Fry1、Frz1分别为发动机推力线横移在x方向、y方向、z方向产生的干扰力。
x方向、y方向、z方向分别代表弹体坐标系x方向、y方向、z方向,其中弹体坐标系定义:原点为弹体质心o;ox轴沿弹体纵轴并指向弹(箭)头部;oy轴在导弹的纵对称面内垂直ox轴,其指向按水平发射状态时,指向上为正;oz轴按右手规则确定。
(2)发动机推力线偏斜干扰力矩
Frx2=Fp·cos(ηp)-Fp Fry2=Fp·sin(ηp)·sin(θp_yz) Frz2=Fp·sin(ηp)·cos(θp_yz)
Mrx2=-Fry2·zp Mry2=Frz2·(Lp-Xc) Mrz2=-Fry2·(Lp-Xc)
式中,Frx2、Fry2、Frz2分别为发动机偏斜在x方向、y方向、z方向产生的干扰力;Mrx2、Mry2、Mrz2分别为发动机偏斜在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Lp为发动机尾端面距弹体理论顶点的距离,Xc为导弹质心距理论顶点的距离;zp为发动机推力线在z方向横移量。
ηp为偏斜角;θp_yz为发动机推力在弹体yoz平面的投影分量与z轴的夹角,具体如图2所示。
(3)质心横移干扰力矩
Frx3=0 Fry3=0 Frz3=0
Mrx3=-Fry2·Δzc+Frz2·Δyc Mry3=Fp·Δzc Mrz3=-Fp·Δyc
式中,Mrx3、Mry3、Mrz3分别为质心横移在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Δzc、Δyc分别为质心在z方向、y方向的质心偏差;Fry2、Frz2分别为发动机偏斜在y方向、z方向产生的干扰力。Frx3、Fry3、Frz3分别为质心横移在x方向、y方向、z方向产生的干扰力。
(4)气动干扰力矩
Mrx4=qslCmx Mry4=qslCmy Mrz4=qslCmz
式中,q、s、l分别为动压、参考面积、参考长度;Cmx、Cmy、Cmz分别为x方向、y方向、z方向力矩系数;Mrx4、Mry4、Mrz4分别为x方向、y方向、z方向的气动干扰力矩。
步骤2:建立主动段控制力矩模型
姿控动力需要克服主动段发动机推力线偏斜及推力线横移、质心偏差带来的结构干扰,并克服气动干扰力矩。
姿控动力产生控制力矩:
Mxpg=kxFpgLgz
Mypg=kyFpgcos(θpg)(Lpg-Xc)
Mzpg=kzFpgsin(θpg)(Lpg-Xc)
式中,Lpg为姿控动力推力作用点距弹体理论顶点的距离,Xc为导弹质心距理论顶点的距离,Fpg为姿控动力推力大小,Lgz为单个滚转力臂大小,θpg为喷管安装角度与z轴夹角;kx、ky、kz均为控制系数;Mxpg、Mypg、Mzpg分别为x方向、y方向、z方向的控制力矩。
以典型叉字形布局四喷管为例,如图3所示,控制系数与发动机推力在弹体yoz平面的投影分量与z轴的夹角θp_yz具有一定的关系,θp_yz仅影响y方向、z方向力矩,当单喷管控制时,y方向、z方向均需要控制力矩,此时kx=ky=kz=1,θp_yz为45°、135°、225°或者315°,即考虑
Figure BDA0002253448730000091
当双喷管控制时,控制力矩单独控制y方向或者z方向,此时kx=ky=kz=2,θp_yz为0°、90°、180°或者270°,即考虑最大值|sin(θp_yz)|=1,|cos(θp_yz)|=1。
步骤3:控制力矩满足稳定性要求
姿控动力需要克服主动段发动机推力线偏斜及推力线横移、质心偏差带来的干扰,并克服气动干扰力矩:
Mxpg≥|Mrx1|+|Mrx2|+|Mrx3|+|Mrx4|
Mypg≥|Mry1|+|Mry2|+|Mry3|+|Mry4|
Mzpg≥|Mrz1|+|Mrz2|+|Mrz3|+|Mrz4|
步骤4:控制力矩满足操纵性要求
姿控动力能力大小必须满足操纵性要求,当能力太小导致机动性不满足指标要求,当能力太大,单次喷管开启最小时间会导致姿态变化过大,当需求较小的控制精度时,极易导致喷管的频繁开启。
Figure BDA0002253448730000101
Figure BDA0002253448730000102
Figure BDA0002253448730000103
式中,Mxpg、Mypg、Mzpg分别为x方向、y方向、z方向的控制力矩;Jx,Jy,Jz分别为x方向、y方向、z方向的转动惯量;ωxmax、ωxmin分别为x方向预设的最大角速度、x方向预设的最小角速度;ωymax、ωymin分别为y方向预设的最大角速度、y方向预设的最小角速度;ωzmax、ωzmin分别为z方向预设的最大角速度、z方向预设的最小角速度。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
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 (10)

1.一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、建立主动段干扰力矩模型,获得主动段的干扰力矩;
S2、建立主动段控制力矩模型,获得姿控动力的控制力矩;
S3、如果姿控动力的控制力矩大于主动段的干扰力矩,转入S4;否则判定主动段的姿控动力控制能力不足;
S4、如果姿控动力的控制力矩满足操纵性要求,转入S5,否则判定主动段的姿控动力控制能力不足;
S5、主动段的姿控动力控制能力分析结束。
2.根据权利要求1所述的一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法,其特征在于,所述主动段干扰力矩模型包括发动机推力线横移干扰力矩、发动机推力线偏斜干扰力矩、质心横移干扰力矩、气动干扰力矩。
3.根据权利要求1所述的一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法,其特征在于,所述发动机推力线横移干扰力矩为:
Mrx1=0
Mry1=Fp·zp
Mrz1=-Fp·yp
式中,Fp为发动机推力,yp、zp分别为发动机推力线在y方向和z方向横移量,Mrx1、Mry1、Mrz1分别为发动机推力线横移在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩。
4.根据权利要求1所述的一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法,其特征在于,所述发动机推力线偏斜干扰力矩为:
Mrx2=-Fry2·zp
Mry2=Frz2·(Lp-Xc)
Mrz2=-Fry2·(Lp-Xc)
式中,Frx2、Fry2、Frz2分别为发动机偏斜在x方向、y方向、z方向产生的干扰力;Mrx2、Mry2、Mrz2分别为发动机偏斜在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Lp为发动机尾端面距弹体理论顶点的距离,Xc为导弹质心距理论顶点的距离;zp为发动机推力线在z方向横移量。
5.根据权利要求1所述的一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法,其特征在于,所述质心横移干扰力矩为:
Mrx3=-Fry2·Δzc+Frz2·Δyc
Mry3=Fp·Δzc
Mrz3=-Fp·Δyc
式中,Mrx3、Mry3、Mrz3分别为质心横移在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Δzc、Δyc分别为质心在z方向、y方向的质心偏差;Fry2、Frz2分别为发动机偏斜在y方向、z方向产生的干扰力。
6.根据权利要求1所述的一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法,其特征在于,所述气动干扰力矩为:
Mrx4=qslCmx
Mry4=qslCmy
Mrz4=qslCmz
式中,q、s、l分别为动压、参考面积、参考长度;Cmx、Cmy、Cmz分别为滚转力矩系数、偏航力矩系数、俯仰力矩系数;Mrx4、Mry4、Mrz4分别为x方向、y方向、z方向的气动干扰力矩。
7.根据权利要求1所述的一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法,其特征在于,所述姿控动力的控制力矩为:
Mxpg=kxFpgLgz
Mypg=kyFpgcos(θpg)(Lpg-Xc)
Mzpg=kzFpgsin(θpg)(Lpg-Xc)
式中,Lpg为姿控动力推力作用点距弹体理论顶点的距离,Xc为导弹质心距理论顶点的距离,Fpg为姿控动力推力大小,Lgz为单个滚转力臂大小,θpg为喷管安装角度与z轴夹角;kx、ky、kz均为控制系数;Mxpg、Mypg、Mzpg分别为x方向、y方向、z方向的控制力矩。
8.根据权利要求1所述的一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法,其特征在于,S3中,姿控动力的控制力矩大于主动段的干扰力矩具体为:
Mxpg≥|Mrx1|+|Mrx2|+|Mrx3|+|Mrx4|
Mypg≥|Mry1|+|Mry2|+|Mry3|+|Mry4|
Mzpg≥|Mrz1|+|Mrz2|+|Mrz3|+|Mrz4|
式中,Mxpg、Mypg、Mzpg分别为x方向、y方向、z方向的控制力矩;Mrx1、Mry1、Mrz1分别为发动机推力线横移在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Mrx2、Mry2、Mrz2分别为发动机偏斜在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Mrx3、Mry3、Mrz3分别为质心横移在x方向、y方向、z方向产生的干扰力矩;Mrx4、Mry4、Mrz4分别为x方向、y方向、z方向的气动干扰力矩。
9.根据权利要求1所述的一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法,其特征在于,S4中姿控动力的控制力矩满足操纵性要求具体为:
Figure FDA0002253448720000031
Figure FDA0002253448720000032
Figure FDA0002253448720000033
式中,Mxpg、Mypg、Mzpg分别为x方向、y方向、z方向的控制力矩;Jx,Jy,Jz分别为x方向、y方向、z方向的转动惯量;ωxmax、ωxmin分别为x方向预设的最大角速度、x方向预设的最小角速度;ωymax、ωymin分别为y方向预设的最大角速度、y方向预设的最小角速度;ωzmax、ωzmin分别为z方向预设的最大角速度、z方向预设的最小角速度。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现权利要求1~9之一所述方法的步骤。
CN201911043353.9A 2019-10-30 2019-10-30 一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法 Active CN110928325B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911043353.9A CN110928325B (zh) 2019-10-30 2019-10-30 一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911043353.9A CN110928325B (zh) 2019-10-30 2019-10-30 一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110928325A true CN110928325A (zh) 2020-03-27
CN110928325B CN110928325B (zh) 2023-06-06

Family

ID=69849858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911043353.9A Active CN110928325B (zh) 2019-10-30 2019-10-30 一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110928325B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112149292A (zh) * 2020-09-13 2020-12-29 中国运载火箭技术研究院 发动机干扰力矩确定方法、设备及存储介质
CN112445234A (zh) * 2020-11-27 2021-03-05 航天科工火箭技术有限公司 一种航天器的姿态控制方法和装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4567564A (en) * 1980-08-19 1986-01-28 Messerschmitt-Bolkow-Blohm Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Arrangement for the attitude stabilization of flexible vehicles with weakly-dampened structural vibrations and discontinuous control intervention
US5788189A (en) * 1995-06-15 1998-08-04 Nec Corporation Spacecraft and an attitude control method for a spacecraft
US6352223B1 (en) * 1999-02-04 2002-03-05 Aerospatiale Matra Airbus System for the yaw control of an aircraft
CN103092225A (zh) * 2012-02-17 2013-05-08 中联重科股份有限公司 用于臂架振动主动控制的控制器、系统以及方法
CN104590588A (zh) * 2014-12-04 2015-05-06 哈尔滨工业大学 一种基于隔离余量方法与脉宽融合策略的挠性卫星姿态轨道耦合控制方法
CN106444836A (zh) * 2016-10-12 2017-02-22 中国人民解放军国防科学技术大学 一种无控探空火箭抗干扰设计方法
CN108646778A (zh) * 2018-07-18 2018-10-12 哈尔滨工业大学 一种垂直起降重复使用运载器的非线性自抗扰控制方法
CN109460051A (zh) * 2018-12-19 2019-03-12 北京临近空间飞行器系统工程研究所 轨道返回再入式飞行器对星通信姿态控制方法
CN109634306A (zh) * 2018-12-28 2019-04-16 北京星际荣耀空间科技有限公司 飞行器控制参数的确定方法及装置
CN110377045A (zh) * 2019-08-22 2019-10-25 北京航空航天大学 一种基于抗干扰技术的飞行器全剖面控制方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4567564A (en) * 1980-08-19 1986-01-28 Messerschmitt-Bolkow-Blohm Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Arrangement for the attitude stabilization of flexible vehicles with weakly-dampened structural vibrations and discontinuous control intervention
US5788189A (en) * 1995-06-15 1998-08-04 Nec Corporation Spacecraft and an attitude control method for a spacecraft
US6352223B1 (en) * 1999-02-04 2002-03-05 Aerospatiale Matra Airbus System for the yaw control of an aircraft
CN103092225A (zh) * 2012-02-17 2013-05-08 中联重科股份有限公司 用于臂架振动主动控制的控制器、系统以及方法
CN104590588A (zh) * 2014-12-04 2015-05-06 哈尔滨工业大学 一种基于隔离余量方法与脉宽融合策略的挠性卫星姿态轨道耦合控制方法
CN106444836A (zh) * 2016-10-12 2017-02-22 中国人民解放军国防科学技术大学 一种无控探空火箭抗干扰设计方法
CN108646778A (zh) * 2018-07-18 2018-10-12 哈尔滨工业大学 一种垂直起降重复使用运载器的非线性自抗扰控制方法
CN109460051A (zh) * 2018-12-19 2019-03-12 北京临近空间飞行器系统工程研究所 轨道返回再入式飞行器对星通信姿态控制方法
CN109634306A (zh) * 2018-12-28 2019-04-16 北京星际荣耀空间科技有限公司 飞行器控制参数的确定方法及装置
CN110377045A (zh) * 2019-08-22 2019-10-25 北京航空航天大学 一种基于抗干扰技术的飞行器全剖面控制方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIANG YU,等: "Attitude control for spacecraft based on linear active disturbance rejection control technique", 《2015 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON INFORMATION AND AUTOMATION》 *
杨丁,等: "一种多目标约束下的主被动段弹道联合优化方法", 《导弹与航天运载技术》 *
田嘉懿,等: "多星发射上面级主动抗扰姿态控制技术研究", 《自动化学报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112149292A (zh) * 2020-09-13 2020-12-29 中国运载火箭技术研究院 发动机干扰力矩确定方法、设备及存储介质
CN112149292B (zh) * 2020-09-13 2022-05-31 中国运载火箭技术研究院 发动机干扰力矩确定方法、设备及存储介质
CN112445234A (zh) * 2020-11-27 2021-03-05 航天科工火箭技术有限公司 一种航天器的姿态控制方法和装置
CN112445234B (zh) * 2020-11-27 2022-11-15 航天科工火箭技术有限公司 一种航天器的姿态控制方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110928325B (zh) 2023-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111123967B (zh) 一种基于自适应动态逆的固定翼无人机着舰控制方法
CN111666628B (zh) 一种超空泡航行体自适应容错控制方法
CN108363305B (zh) 基于主动干扰补偿的战术导弹鲁棒过载自驾仪设计方法
CN108873929B (zh) 一种固定翼飞机自主着舰方法及系统
CN109703768B (zh) 一种基于姿态/轨迹复合控制的软式空中加油对接方法
CN109703769B (zh) 一种基于预瞄策略的空中加油对接控制方法
CN111273681B (zh) 一种考虑攻角受限的高超声速飞行器高安全抗干扰控制方法
CN110928325A (zh) 一种适用于主动段的姿控动力控制能力分析方法
CN114721266B (zh) 飞机舵面结构性缺失故障情况下的自适应重构控制方法
CN115826625A (zh) 一种针对水下探测任务的无人机协调转弯飞行方法
CN113126495B (zh) 基于地效干扰补偿的低空飞行鲁棒智能控制方法
CN107678442B (zh) 一种基于双模型下的四旋翼自主着船控制方法
CN113110538A (zh) 一种基于反步法控制的舰载机着舰固定时间容错控制方法
CN110989397B (zh) 一种航空器失事搜寻仿真方法及系统
CN114265420B (zh) 适于高动态、控制慢响应的制导控制一体化设计方法
CN116203840A (zh) 可重复使用运载器自适应增益调度控制方法
CN116203981A (zh) 一种基于扰动观测的四旋翼无人机的轨迹跟踪控制方法
CN115657729B (zh) 一种考虑探测任务约束的无人机边界保护控制方法
Kim et al. Control of a receiver aircraft relative to the tanker in racetrack maneuver
CN113110581B (zh) 一种基于主辅系统结合的非线性飞行器位置保持控制方法
CN114115322B (zh) 一种绳系飞行器系统的跟踪控制方法
Shen et al. Tracking and docking control of receiver aircraft based on robust dynamic inversion
CN117775346A (zh) 一种基于ladrc的舰载无人机侧臂回收对接控制方法
Shi et al. Computer Simulation Research of Self-adaptive Compensation Control Based on Neural Network for Control Surface Failure of Uncertain Tailless Flying Wing Aircraft
Zhang et al. Precise trajectory tracking for UAV based on active disturbance rejection control

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant