一种弹性滤波器设计方法技术

本发明专利技术涉及一种弹性滤波器设计方法，包括步骤：计算箭体传递函数Gjt、弹性振动传递函数Gtx、执行机构的传递函数Gzx、以及设计的校正网络传递函数Gjz；计算控制系统在固定弹性频率点omga0下的幅值裕度；固定弹性频率点omga0下的要求的设计幅值裕度；确定需要设计的滤波深度；计算此滤波器在控制系统下的滤波宽度；设计此弹性滤波器为连续域滤波器；计算控制回路中弹性频率点omga0处的幅值裕度；在箭体上下拉偏工况下，计算判断频率点的幅值裕度是否满足设计要求。本发明专利技术的设计方法通过实际应用，在滤波器设计过程中，知道具体某个频率点的滤波深度和滤波宽度的情况下，最多通过一次或者两次就可以设计出来。或者两次就可以设计出来。或者两次就可以设计出来。

【技术实现步骤摘要】
一种弹性滤波器设计方法


[0001]本专利技术属于运载火箭姿态控制系统设计
，具体为一种弹性滤波器设计方法。

技术介绍

[0002]在运载火箭姿态控制系统中，稳定和抑制箭体的弹性振动是极其重要的一个任务。因为如果箭体的弹性振动不能很快衰减，而是等幅振荡甚至发散，这不仅会使弹体结构强度受到破坏，也对刚性弹体姿态运动的稳定性极为不利。如果在控制系统回路中引入惯组敏感到的弹性角速率信息后，经导航、制导计算得到的姿态角偏差信号中包含明显的的弹性分量，经校正网络计算得到的控制指令中亦包含高频弹性频率信息。执行机构具有饱和特性，尤其伺服机构的速度特性容易进入饱和状态，伺服机构进入非线性饱和工作状态后，会使刚体控制信号减小，严重时控制系统将不能有足够的偏转角、角速度来提供需要的控制力，随之导致姿态角偏差增大以至失稳。
[0003]目前解决箭体弹性振动的途径主要有两种：一是运用鲁棒控制理论设计出统一的控制器，二是采用滤波器实现对弹性振动进行抑制；在实际的工程应用中上具有广泛的形式就是设计一种陷波滤波器，稳定和抑制箭体的弹性振动。但是在实际进行陷波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弹性滤波器设计方法，应用于运载火箭姿态控制系统中，稳定和抑制箭体的弹性振动，所述运载火箭是轴对称形状，俯仰通道和偏航通道的姿态控制方式和弹性滤波器设计方式相同，其特征在于包括如下步骤步骤一：挑选需要设计的飞行时间点T和所述飞行时间点T下箭体的弹性振动频率omga0(rad/s)，根据确定的所述飞行时间点T和所述飞行时间点T对应的总体参数数据，计算箭体传递函数Gjt、弹性振动传递函数Gtx、执行机构的传递函数Gzx、以及设计的校正网络传递函数Gjz；步骤二：计算系统的开环传递函数：Gkh＝(Gjt+Gtx)
×
Gzx
×
Gjz；通过开环传递函数，计算控制系统在固定弹性频率点omga0下的幅值裕度，记为GmMargin0(dB)；步骤三：根据弹性频率拉偏范围，上下限分别记为omga1(rad/s)和omga2(rad/s)，固定弹性频率点omga0下的要求的设计幅值裕度为GmMargin1(dB)；步骤四：确定需要设计的滤波深度为，Rs＝|GmMargin1
‑
GmMargin0|；步骤五：设定控制系统的控制步长为Tfk，根据弹性频率上下拉偏范围，计算此滤波器在控制系统下的滤波宽度omgaP，omgaP＝[omga0/2π、omga1/2π]
×
Tfk
×
2步骤六：通过步骤四和步骤五得到的滤波深度和宽度，设计此弹性滤波器为连续域滤波器Glb2(s)；步骤七：将连续域中的滤波器传递函数Glb2带入系统的开环控制函数Gkh_All＝(Gjt+Gtx)
×
Gzx
×
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李耀方，岳小飞，王志军，黄晓平，唐梦莹，周一凡，刘李雷，杨凯铜，杨跃，韩明晶，李钧，赵宁，彭彦召，李文伟，彭焱，刘欣，
申请(专利权)人：航天科工火箭技术有限公司，
类型：发明
国别省市：