一种空天飞机高空爬升纵向控制方法技术

本发明专利技术公开了一种空天飞机高空爬升纵向控制方法，步骤为：（１）按照被控对象动力学方程和高空气动特点计算速度上升曲线；（２）沿着速度上升曲线计算爬升角的跟踪曲线；（３）按照爬升角的跟踪曲线设计攻角的跟踪曲线；（４）设计俯仰角速率跟踪曲线；（５）设计攻角和俯仰角速率跟踪控制律。本发明专利技术的控制方法为跟踪曲线设计奠定了理论依据，不仅实现了协调控制的目标，而且满足俯仰角和过载限制，克服了现有飞机控制中的调参问题，降低了设计的复杂性。

Vertical control method for altitude climbing of aerospace plane

The invention discloses a high-altitude climbing space plane longitudinal control method, which comprises the following steps: (1) according to the controlled object dynamic equation and aerodynamic characteristics calculation of high speed rising curve; (2) along the speed rise curve of the tracking curve of the climbing angle; (3) according to the tracking curve design angle of attack for the tracking curve of the climbing angle; (4) the design of pitch angle rate tracking curve; (5) the design of attack angle and pitch angle rate tracking control law. The control method of the invention has laid a theoretical basis for tracking curve design, not only to achieve the coordinated control of the target, but also to meet the pitch angle and overload limit, to overcome the existing problems in the plane control parameter adjustment, reduces the complexity of the design.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属航空航天控制领域，涉及一种空天飞机在高空爬升时的纵向控制方法。
技术介绍
空天飞机的概念于20世纪80年代初提出。随着空间活动的增加，特别是载人航天的发展，一次性使用火箭、飞船和航天飞机的高额发射费用日益成为大规模开展空间活动的“瓶颈”，迫切需要一种既能像普通飞机一样起降又能往返于天地之间的经济、安全的飞行器，这就是空天飞机。它既能完成民用航空航天任务，又能执行多种军事航空航天任务，将是21世纪控制空间、争夺制天权的关键武器装备之一，是一种具有广阔发展前景的载人航天兵器，将为未来战争带来重大变革。 空天飞机由载机携带到一定高度进行投放，投放后，火箭发动机点火，空天飞机迅速拉起，进行迅速爬升，当燃油消耗完后，发动机停机，进入无动力爬升阶段，达到预定高度和轨道。在大气层内爬升飞行时，由于巨大的发动机推力，空天飞机在爬升过程中爬升迅速，飞行速度和高度急剧变化，从亚音速到高超音速，使空天飞机的气动特性产生急剧变化，空天飞机的升力特性、焦点及操纵面效率都会产生急剧变化。为了达到预定的高度，空天飞机需携带大量的燃料，这些燃料在爬升过程中快速消耗掉。因此会引起爬升过程中空天本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空天飞机高空爬升纵向控制方法，其特征在于步骤如下：　（１）按照空天飞机动力学方程和高空气动特点，确定空天飞机高空爬升速度上升曲线；　（２）根据步骤（１）得到的速度上升曲线，得到爬升角γ的跟踪曲线；　（３）根据步骤（２）得到的爬升角γ的跟踪曲线确定攻角α的跟踪曲线；　（４）确定俯仰角速率ｑ的跟踪曲线；　（５）根据步骤（３）和（４）的结果，确定攻角α和俯仰角速率ｑ的跟踪控制律。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李果，孟斌，吴宏鑫，王大轶，孙承启，李智斌，倪茂林，杨俊春，谈树萍，欧阳高翔，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]