一种半实物制导仿真方法及仿真系统技术方案

本发明专利技术公开了一种半实物制导仿真方法及仿真系统，其中，所述半实物制导仿真方法包括：将制导站的观瞄器放置于多自由度运动模拟平台的两个轴上；将飞行器模拟器放置于所述多自由度运动模拟平台除放置所述观瞄器的两个轴以外的任意两个轴上；通过运动仿真控制系统控制观瞄器在两个方向上的角度运动和所述飞行器模拟器两个方向上的角度运动；通过所述观瞄器观测所述飞行器模拟器获取飞行器角度信息；根据获取的飞行器角度信息、输入的目标角度信息和三点法导引关系方程向所述飞行器控制系统输出控制指令。本发明专利技术半实物制导仿真方法实现了对非主动寻的制导系统制导过程的仿真模拟。

Hardware in the loop guidance simulation method and simulation system

The invention discloses a semi physical simulation method and Simulation of guidance system, which includes the semi physical guidance simulation method: two axis tracking device is placed in a multi DOF motion simulation platform guidance Station on the flight simulator; will be placed on the multi DOF motion simulation platform in addition to any two the sighting axis is outside the two axis control system; control the view of sight movement in two directions and the flight simulator two direction angle movement through the movement simulation; get the angle of the vehicle information through the observation of the flight simulator is observed according to the target; angle angle of the vehicle information, input information and three point guidance equation to the vehicle control system output control command. The semi physical guidance simulation method of the invention realizes the simulation of the guidance process of the non active homing guidance system.

【技术实现步骤摘要】
一种半实物制导仿真方法及仿真系统
本专利技术涉及半实物仿真
，更具体地说，涉及一种半实物制导仿真方法及仿真系统。
技术介绍
制导系统的应用领域主要包括导弹目标制导、卫星发射、无人机飞行以及实现不同任务需求的飞行器系统等。制导的定义是导引和控制飞行器按照一定规律飞向目标或预定轨道的技术和方法。制导系统主要包括导引系统、飞行器及飞行器控制系统，其工作过程是，导引系统不断测定飞行器与目标或预定轨道的相对位置关系，发出制导信息，传递给飞行器控制系统，以控制飞行器的飞行过程。制导系统是实现飞行器目标导引的关键，因此，对制导系统的功能和性能测试是研发过程中必不可少的一个环节。而根据导引系统的导引方式的不同，所述制导系统又可以分为主动寻的制导系统和非主动寻的制导系统，其中，对于主动寻的制导系统，其导引系统的导引方法一般为比例导引法，现有技术中对利用比例导引法进行目标导引的主动寻的制导系统的功能和性能测试的半实物制导仿真系统的结构如图1所示，包括：设置于五轴转台30上的目标模拟器10、与所述目标模拟器10连接的导引系统20、与所述导引系统20连接的飞行器控制系统50以及与所述五轴转台30和所述飞行器控制系统50连接的运动仿真控制系统40；在测试过程中，利用所述运动仿真控制系统40生成目标实时运动模型和飞行器实时运动模型，利用所述目标模拟器10提供目标的物理特性，利用所述运动仿真控制系统40控制所述五轴转台30的运动，从而实现利用所述五轴转台30的内三轴的运动模拟飞行器三个姿态的运动，利用所述五轴转台30的外两轴模拟飞行器与目标之间的视线角的两个方向的运动，进而使所述运动仿真控制系统40获得目标视线(飞行器与目标的连线)与水平面的夹角和飞行器的速度矢量，以使所述导引系统20可以根据所述目标视线与水平面的夹角、飞行器的速度矢量和制导律向所述飞行器控制系统50发送制导信息以控制飞行器的飞行轨迹，实现对所述制导系统的测试。但是对于非主动寻的制导系统而言，现有技术中却缺乏能够对其进行完整的功能和性能测试的半实物制导仿真方法和仿真系统。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种半实物制导仿真方法及仿真系统，以实现提供一种能够对于非主动寻的制导系统的功能和性能进行测试的半实物制导仿真方法和仿真系统的目的。为实现上述技术目的，本专利技术实施例提供了如下技术方案：一种半实物制导仿真方法，应用于包括制导站、导引系统、飞行器控制系统、飞行器模拟器、多自由度运动模拟平台和运动仿真控制系统的半实物制导仿真系统；所述半实物制导仿真方法包括：将所述制导站的观瞄器放置于所述多自由度运动模拟平台的两个轴上；将所述飞行器模拟器放置于所述多自由度运动模拟平台除放置所述观瞄器的两个轴以外的任意两个轴上；向所述运动仿真控制系统输入目标角度信息，所述运动仿真控制系统根据所述目标角度信息控制所述观瞄器在两个方向上的角度运动和所述飞行器模拟器在两个方向上的角度运动；通过所述制导站获取所述飞行器模拟器的飞行器角度信息；根据所述目标角度信息、飞行器角度信息和三点法导引关系方程向所述飞行器控制系统输出控制指令。可选的，所述目标角度信息包括目标高低角和目标方位角；所述飞行器角度信息包括飞行器高低角和飞行器方位角。可选的，所述根据所述目标角度信息、飞行器角度信息和三点法导引关系方程向所述飞行器控制系统输出控制指令包括：判断所述目标高低角、目标方位角、飞行器高低角和飞行器方位角是否满足三点法导引关系方程，如果否，则根据所述目标高低角与所述飞行器高低角之间的关系以及所述目标方位角与所述飞行器方位角的关系向所述飞行器控制系统输出控制指令；所述三点法导引关系方程为：εM＝εT，βM＝βT；其中，εM代表所述飞行器高低角、εT代表所述目标高低角，βM代表所述飞行器方位角，βT代表所述目标方位角。可选的，所述根据所述目标角度信息、飞行器角度信息和三点法导引关系方程向所述飞行器控制系统输出控制指令之后还包括：所述飞行器控制系统接收到所述控制指令后，根据所述控制指令向所述飞行器模拟器发送制导信息，以使所述飞行器模拟器根据所述制导信息调整飞行路径。一种半实物制导仿真系统，包括：多自由度运动模拟平台；设置于所述多自由度运动模拟平台的两个轴上的制导站的观瞄器；设置于所述多自由度运动模拟平台除放置所述观瞄器的两个轴以外的任意两个轴上的飞行器模拟器；与所述观瞄器、飞行器模拟器和飞行器控制系统连接的导引系统；与所述多自由度运动模拟平台和所述飞行器控制系统连接的运动仿真控制系统。可选的，所述多自由度运动模拟平台为五轴转台；所述观瞄器设置于所述五轴转台的内三轴中的两个轴上；所述飞行器模拟器设置于所述五轴转台的外两轴上。可选的，还包括：用于供所述观瞄器观测的目标。可选的，所述目标为实体目标或所述运动仿真控制系统生成的虚拟目标。从上述技术方案可以看出，本专利技术实施例提供了一种半实物制导仿真方法和仿真系统，其中，所述半实物制导仿真方法首先通过将所述制导站的观瞄器放置于所述多自由度运动模拟平台的两个轴上，以通过所述多自由度运动模拟平台的这两个轴的运动模拟所述观瞄器和目标之间的角度位置关系，利用等效变换原理，将所述观瞄器和目标之间的角度位置关系作为所述目标角度信息；然后，通过将所述飞行器模拟器放置于所述多自由度运动模拟平台除放置所述观瞄器的两个轴以外的任意两个轴上，以通过所述多自由度运动模拟平台的该两轴的运动改变所述飞行器模拟器与所述观瞄器之间的角度位置关系，同样的，利用等效变换原理，将所述飞行器模拟器与所述观瞄器之间的角度位置关系作为所述飞行器角度信息；最后所述导引系统根据获取的目标角度信息、飞行器角度信息和三点法导引关系方程向所述飞行器控制系统输出控制指令，从而实现对非主动寻的制导系统的制导过程的仿真模拟，进而达到对非主动寻的制导系统的功能和性能的半实物仿真测试，并且在半实物仿真测试过程中不需要人工控制所述多自由度运动模拟平台的运动，降低了人工操作引入的误差，提升了对制导系统的功能和性能的半实物仿真测试的精度。另外，所述半实物制导仿真方法利用的半实物制导仿真系统经过简单转换和对所述运动仿真控制系统进行调整后，同样可以满足对主动寻的制导系统进行功能和性能的半实物仿真测试要求，从而大大减少了对制导系统进行半实物仿真测试的费用。进一步的，所述半实物制导仿真方法利用的半实物制导仿真系统只需要满足所述多自由度运动模拟平台的安装基地面积要求即可，通常长度小于5米，所占面积较小。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术中对利用比例导引法进行目标导引的主动寻的制导系统的功能和性能测试的半实物制导仿真系统的结构示意图；图2为本专利技术一个实施例提供的一种半实物制导仿真方法的流程示意图；图3为以制导站、飞行器和目标建立的测量坐标系；图4为本专利技术一个实施例提供的半实物制导仿真方法的流程示意图；图5为本专利技术另一个实施例提供的半实物制导仿真方法的流程示意图；图6为数学仿真模型仿真实验过程中导弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半实物制导仿真方法，其特征在于，应用于包括制导站、导引系统、飞行器控制系统、飞行器模拟器、多自由度运动模拟平台和运动仿真控制系统的半实物制导仿真系统；所述半实物制导仿真方法包括：将所述制导站的观瞄器放置于所述多自由度运动模拟平台的两个轴上；将所述飞行器模拟器放置于所述多自由度运动模拟平台除放置所述观瞄器的两个轴以外的任意两个轴上；向所述运动仿真控制系统输入目标角度信息，所述运动仿真控制系统根据所述目标角度信息控制所述观瞄器在两个方向上的角度运动和所述飞行器模拟器在两个方向上的角度运动；通过所述制导站获取所述飞行器模拟器的飞行器角度信息；根据所述目标角度信息、飞行器角度信息和三点法导引关系方程向所述飞行器控制系统输出控制指令。

【技术特征摘要】
1.一种半实物制导仿真方法，其特征在于，应用于包括制导站、导引系统、飞行器控制系统、飞行器模拟器、多自由度运动模拟平台和运动仿真控制系统的半实物制导仿真系统；所述半实物制导仿真方法包括：将所述制导站的观瞄器放置于所述多自由度运动模拟平台的两个轴上；将所述飞行器模拟器放置于所述多自由度运动模拟平台除放置所述观瞄器的两个轴以外的任意两个轴上；向所述运动仿真控制系统输入目标角度信息，所述运动仿真控制系统根据所述目标角度信息控制所述观瞄器在两个方向上的角度运动和所述飞行器模拟器在两个方向上的角度运动；通过所述制导站获取所述飞行器模拟器的飞行器角度信息；根据所述目标角度信息、飞行器角度信息和三点法导引关系方程向所述飞行器控制系统输出控制指令。2.根据权利要求1所述的半实物制导仿真方法，其特征在于，所述目标角度信息包括目标高低角和目标方位角；所述飞行器角度信息包括飞行器高低角和飞行器方位角。3.根据权利要求2所述的半实物制导仿真方法，其特征在于，所述根据所述目标角度信息、飞行器角度信息和三点法导引关系方程向所述飞行器控制系统输出控制指令包括：判断所述目标高低角、目标方位角、飞行器高低角和飞行器方位角是否满足三点法导引关系方程，如果否，则根据所述目标高低角与所述飞行器高低角之间的关系以及所述目标方位角与所述飞行器方位角的关系向所述飞行器控制系统输出控制指令；所述三点法导...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗喜霜，谢竹峰，郑亮，
申请(专利权)人：北京润科通用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11