一种飞行器动态轨迹跟踪控制方法技术

本发明专利技术一种飞行器动态轨迹跟踪控制方法属于飞行控制技术，涉及对飞行器动态轨迹跟踪控制方法的改进。其特征在于，跟踪控制的步骤如下：高度控制回路的跟踪控制；俯仰角控制回路的跟踪控制。本发明专利技术提出了一种能准确控制阻尼作用的飞行器动态轨迹跟踪控制方法，提高了飞行器高度的跟踪精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于飞行控制技术，涉及对飞行器动态轨迹跟踪控制方法的改进。
技术介绍
目前国内外各类飞行器普遍采用的纵向高度控制回路的构型大都是用传统的高度指令差与作为阻尼信号的垂直速度相加，再经过放大器后得到俯仰轴回路的俯仰角输入跟踪信号，输入到俯仰轴回路的输入端。其跟踪步骤是:以高度指令差作为外回路的高度输入跟踪信号，实现对飞行器高度的控制:飞行控制计算机根据自动驾驶仪的输入指令设置高度作为高度输入跟踪信号，该高度输入跟踪信号与飞机实际的飞行高度相减并经过限幅和比例放大处理后与制导律指令相加得到俯仰角输入跟踪信号。俯仰角控制回路的跟踪控制:将俯仰角输入跟踪信号与俯仰角传感器给出的飞机实际俯仰角信号相减之后，再进行比例积分并与飞控系统测出的飞行器的俯仰角速度信号相加得到作动器控制信号，将作动器控制信号输入到作动器的控制信号输入端，驱动俯仰轴升降舵面偏转，实现对飞行器俯仰角的控制。其优点是:加入垂直速度反馈信号，相当于增加了系统的阻尼，使系统的振荡性得到抑制，超调量减小。其缺点是:飞行器高度的跟踪精度低。由于这种阻尼作用分寸难以准确控制，往往阻尼作用过大，会阻碍飞行器高度的精确跟踪过程。
技术实现思路
本专利技术的目的是:提出一种能准确控制阻尼作用的飞行器动态轨迹跟踪控制方法，以提闻飞行器闻度的跟踪精度。本专利技术的技术方案是:，应用于具有数字电传飞控系统的飞行器，使飞行器的实际飞行轨迹跟踪设定飞行轨迹，定义俯仰角控制回路为内回路，高度控制回路为外回路，其特征在于，跟踪控制的步骤如下:1、高度控制回路的跟踪控制:1.1、计算当前控制周期的垂直速度反馈信号:当前控制周期的垂直速度反馈信号由上一个控制周期的数字电传飞控系统给出的飞行器的高度变化率信号与数字电传飞控系统测出的飞行器的垂直速度信号相减得到；1.2、以高度指令差作为外回路的高度输入跟踪信号，实现对飞行器高度的控制:飞控系统的高度控制回路工作时，飞行控制计算机根据自动驾驶仪的输入指令设置高度作为高度输入跟踪信号，该高度输入跟踪信号与飞机实际的飞行高度相减后经过限幅和比例放大处理后得到高度中间信号；然后，高度中间信号与当前控制周期的飞行器的垂直速度反馈信号相减形成初始俯仰角控制指令，该初始俯仰角控制指令与由飞行控制计算机解算出的轨迹角指令和模糊积分项指令以及配平攻角指令相加后得到最终俯仰角控制指令，该最终俯仰角控制指令输入俯仰角控制回路作为内回路的俯仰角输入跟踪信号；2、俯仰角控制回路的跟踪控制:将俯仰角输入跟踪信号与俯仰角传感器给出的飞机实际俯仰角信号相减之后，再经过限幅和比例放大处理得到俯仰角中间信号；然后，俯仰角中间信号与飞控系统测出的飞行器的俯仰角速度信号相减形成过载指令信号，将该过载指令信号与飞控系统测出的飞行器的过载信号相减，再进行比例积分后与飞控系统测出的飞行器的俯仰角速度信号相加得到作动器控制信号，将作动器控制信号输入到作动器的控制信号输入端，驱动俯仰轴升降舵面偏转，实现对飞行器俯仰角的控制。本专利技术的优点是:提出了一种能准确控制阻尼作用的飞行器动态轨迹跟踪控制方法，提高了飞行器高度的跟踪精度。【附图说明】图1为本专利技术一个实施例的高度控制模态曲线对比图。其中横坐标为时间轴，单位为S ;纵坐标VH为高度轴，单位为m。图中曲线I为设定的飞行器高度轨迹曲线，曲线2是使用传统轨迹跟踪方法产生的飞行器高度轨迹运动曲线，曲线3是使用本专利技术的轨迹跟踪方法产生的飞行器高度轨迹运动曲线。【具体实施方式】下面对本专利技术做进一步详细说明。，应用于具有数字电传飞控系统的飞行器，使飞行器的实际飞行轨迹跟踪设定飞行轨迹，定义俯仰角控制回路为内回路，高度控制回路为外回路，其特征在于，跟踪控制的步骤如下:1、高度控制回路的跟踪控制:1.1、计算当前控制周期的垂直速度反馈信号:当前控制周期的垂直速度反馈信号由上一个控制周期的数字电传飞控系统给出的飞行器的高度变化率信号与数字电传飞控系统测出的飞行器的垂直速度信号相减得到；1.2、以高度指令差作为外回路的高度输入跟踪信号，实现对飞行器高度的控制:飞控系统的高度控制回路工作时，飞行控制计算机根据自动驾驶仪的输入指令设置高度作为高度输入跟踪信号，该高度输入跟踪信号与飞机实际的飞行高度相减后经过限幅和比例放大处理后得到高度中间信号；然后，高度中间信号与当前控制周期的飞行器的垂直速度反馈信号相减形成初始俯仰角控制指令，该初始俯仰角控制指令与由飞行控制计算机解算出的轨迹角指令和模糊积分项指令以及配平攻角指令相加后得到最终俯仰角控制指令，该最终俯仰角控制指令输入俯仰角控制回路作为内回路的俯仰角输入跟踪信号；2、俯仰角控制回路的跟踪控制:将俯仰角输入跟踪信号与俯仰角传感器给出的飞机实际俯仰角信号相减之后，再经过限幅和比例放大处理得到俯仰角中间信号；然后，俯仰角中间信号与飞控系统测出的飞行器的俯仰角速度信号相减形成过载指令信号，将该过载指令信号与飞控系统测出的飞行器的过载信号相减，再进行比例积分后与飞控系统测出的飞行器的俯仰角速度信号相加得到作动器控制信号，将作动器控制信号输入到作动器的控制信号输入端，驱动俯仰轴升降舵面偏转，实现对飞行器俯仰角的控制。本专利技术的工作原理是:通过计算当前控制周期的垂直速度反馈信号，即当前控制周期的垂直速度反馈信号由上一个控制周期的数字电传飞控系统给出的飞行器的高度变化率信号与数字电传飞控系统测出的飞行器的垂直速度信号相减得到，将高度中间信号与当前控制周期的飞行器的垂直速度反馈信号相减形成初始俯仰角控制指令。采用这种垂直速度反馈信号的控制方法，使得上一个控制周期的数字电传飞控系统给出的飞行器的高度变化率信号与数字电传飞控系统测出的飞行器的垂直速度信号相等时不产生阻尼信号，只有不相等时才产生阻尼信号，从而减弱了阻尼信号的过度使用，达到以更高精度跟踪设定的飞行器高度轨迹的目的。实施例本专利技术通过对某飞行器模型的数字仿真得出了相应的跟踪控制结果。图1为该实施例的高度控制模态曲线对比图。其中横坐标为时间轴，单位为s ;纵坐标VH为高度轴，单位为m。图中曲线I为设定的飞行器高度轨迹曲线，曲线2是使用传统轨迹跟踪方法产生的飞行器高度轨迹运动曲线，曲线3是使用本专利技术的轨迹跟踪方法产生的飞行器高度轨迹运动曲线。图1表明，相对于传统飞行器轨迹跟踪控制方法，本专利技术提出的飞行器轨迹跟踪控制方法能够以更高的精度跟踪设定的飞行器高度轨迹，从而提高飞行器运动的可靠性和安全性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞行器动态轨迹跟踪控制方法，应用于具有数字电传飞控系统的飞行器，使飞行器的实际飞行轨迹跟踪设定飞行轨迹，定义俯仰角控制回路为内回路，高度控制回路为外回路，其特征在于，跟踪控制的步骤如下：1.1、高度控制回路的跟踪控制：1.1.1、计算当前控制周期的垂直速度反馈信号：当前控制周期的垂直速度反馈信号由上一个控制周期的数字电传飞控系统给出的飞行器的高度变化率信号与数字电传飞控系统测出的飞行器的垂直速度信号相减得到；1.1.2、以高度指令差作为外回路的高度输入跟踪信号，实现对飞行器高度的控制：飞控系统的高度控制回路工作时，飞行控制计算机根据自动驾驶仪的输入指令设置高度作为高度输入跟踪信号，该高度输入跟踪信号与飞机实际的飞行高度相减后经过限幅和比例放大处理后得到高度中间信号；然后，高度中间信号与当前控制周期的飞行器的垂直速度反馈信号相减形成初始俯仰角控制指令，该初始俯仰角控制指令与由飞行控制计算机解算出的轨迹角指令和模糊积分项指令以及配平攻角指令相加后得到最终俯仰角控制指令，该最终俯仰角控制指令输入俯仰角控制回路作为内回路的俯仰角输入跟踪信号；1.2、俯仰角控制回路的跟踪控制：将俯仰角输入跟踪信号与俯仰角传感器给出的飞机实际俯仰角信号相减之后，再经过限幅和比例放大处理得到俯仰角中间信号；然后，俯仰角中间信号与飞控系统测出的飞行器的俯仰角速度信号相减形成过载指令信号，将该过载指令信号与飞控系统测出的飞行器的过载信号相减，再进行比例积分后与飞控系统测出的飞行器的俯仰角速度信号相加得到作动器控制信号，将作动器控制信号输入到作动器的控制信号输入端，驱动俯仰轴升降舵面偏转，实现对飞行器俯仰角的控制。...

【技术特征摘要】
1.一种飞行器动态轨迹跟踪控制方法，应用于具有数字电传飞控系统的飞行器，使飞行器的实际飞行轨迹跟踪设定飞行轨迹，定义俯仰角控制回路为内回路，高度控制回路为外回路，其特征在于，跟踪控制的步骤如下: 1.1、闻度控制回路的跟踪控制: 1.1.1、计算当前控制周期的垂直速度反馈信号:当前控制周期的垂直速度反馈信号由上一个控制周期的数字电传飞控系统给出的飞行器的高度变化率信号与数字电传飞控系统测出的飞行器的垂直速度信号相减得到； 1.1.2、以高度指令差作为外回路的高度输入跟踪信号，实现对飞行器高度的控制:飞控系统的高度控制回路工作时，飞行控制计算机根据自动驾驶仪的输入指令设置高度作为高度输入跟踪信号，该高度输入跟踪信号与飞机实际的飞行高度相减后经过限幅和比例放大处理后得到高度中间信号；然后，高度中间信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：王跃萍，刘玮，魏文领，马钊，
申请(专利权)人：中国航空工业第六一八研究所，
类型：发明
国别省市：