一种安全的悬挂物与载机分离姿态控制方法技术

本申请涉及一种安全的悬挂物与载机分离姿态控制方法，包括：从载机释放机载悬挂物开始计时，控制机载悬挂物的舵机和舵面处于锁定状态，直至到达预设的舵面解锁时间点；当到达舵面解锁时间点时，控制舵机和舵面解锁，直至到达预设的姿态角速率稳定时间点；当到达姿态角速率稳定时间点时，向舵机输出预设参数的姿态角速率控制指令，以使舵机根据姿态角速率控制指令执行姿态角速率控制操作，直至到达预设的脱离载机气流流场时间点；当到达脱离载机气流流场时间点时，启动对机载悬挂物预设的姿态角稳定控制操作。通过本发明专利技术实施例，能够保证机载悬挂物与载机在分离过程中能够更安全、稳定、可控。可控。可控。

【技术实现步骤摘要】
一种安全的悬挂物与载机分离姿态控制方法


[0001]本申请涉及飞行器
，特别是涉及一种安全的悬挂物与载机分离姿态控制方法。

技术介绍

[0002]载机与机载无动力滑翔飞行器、无人机等机载悬挂物进行释放分离时，存在较强的流场相互干扰，如果不加以有效控制，将直接威胁载机安全。因为机载悬挂物周围流场的复杂性，加之载机与机载悬挂物之间的气动干扰，使得机载悬挂物的分离轨迹更加难以预测。此时机载悬挂物处于载机复杂干扰流场中，这种干扰流场对机载悬挂物释放后的运动轨迹和姿态存在较大的影响。机载悬挂物在分离过程中受到载机周围下洗和侧洗气流的干扰，可能会出现急剧的抬头、低头、横滚、翘尾、向外侧偏等不稳定状态，有时甚至出现翻滚以至与载机相碰，从而危及载机和机载悬挂物的安全。因此，在载机与机载悬挂物分离时，希望机载悬挂物的姿态是稳定可控的。
[0003]目前载机与机载悬挂物分离时，在强干扰环境下，姿态稳定控制方法主要是采用姿态角偏差控制方法。其是通过采集机载悬挂物的俯仰、偏航、滚转通道姿态角信号，根据预设的姿态角度偏差控制要求，生成俯仰、偏航、滚转通道姿态角度偏差指令，并对俯仰、偏航通道姿态角度偏差指令进行平滑处理,得到俯仰、偏航通道限幅前的舵偏指令；同时对滚转通道姿态角度偏差指令进行限幅,得到滚转通道限幅后的舵偏指令，然后对俯仰、偏航通道舵偏指令进行限幅,得到俯仰、偏航通道限幅后的舵偏指令；最后将限幅后的俯仰、偏航、滚转通道的舵偏指令转化为四个舵的舵偏指令实施输出，从而实现对机载悬挂物的俯仰、偏航、滚转姿态的控制。然而，目前的机载悬挂物的分离姿态控制方式，仍然存在安全性不高等技术问题。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述传统控制技术中的安全性不高的技术问题，提供一种安全的悬挂物与载机分离姿态控制方法，能够大幅提高悬挂物与载机分离姿态控制的安全性。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例采用以下技术方案：
[0006]一方面，本专利技术实施例提供一种安全的悬挂物与载机分离姿态控制方法，包括步骤：
[0007]从载机释放机载悬挂物开始计时，控制机载悬挂物的舵机锁定和舵面处于锁定状态，直至到达预设的舵面解锁时间点；
[0008]当到达舵面解锁时间点时，控制舵机和舵面解锁，直至到达预设的姿态角速率稳定时间点；
[0009]当到达姿态角速率稳定时间点时，向舵机输出预设参数的姿态角速率控制指令，以使舵机根据姿态角速率控制指令执行姿态角速率控制操作，直至到达预设的脱离载机气
流流场时间点；
[0010]当到达脱离载机气流流场时间点时，启动对机载悬挂物预设的姿态角稳定控制操作。
[0011]另一方面，还提供一种安全的悬挂物与载机分离姿态控制装置，包括：
[0012]第一控制模块，用于从载机释放机载悬挂物开始计时，控制机载悬挂物的舵机和舵面处于锁定状态，直至到达预设的舵面解锁时间点；
[0013]第二控制模块，用于当到达舵面解锁时间点时，控制舵机和舵面解锁，直至到达预设的姿态角速率稳定时间点；
[0014]第三控制模块，用于当到达姿态角速率稳定时间点时，向舵机输出预设参数的姿态角速率控制指令，以使舵机根据姿态角速率控制指令执行姿态角速率控制操作，直至到达预设的脱离载机气流流场时间点；
[0015]第四控制模块，用于当到达脱离载机气流流场时间点时，启动对机载悬挂物预设的姿态角稳定控制操作。
[0016]又一方面，还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现任一项的上述安全的悬挂物与载机分离姿态控制方法的步骤。
[0017]再一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现任一项的上述安全的悬挂物与载机分离姿态控制方法的步骤。
[0018]上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
[0019]上述一种安全的悬挂物与载机分离姿态控制方法，通过根据载机与悬挂物分离时的特性，离线对分离时的时间阶段进行相关规划，从而预先确定好舵面解锁时间点、姿态角速率稳定时间点、脱离载机气流流场时间点，并采取如下分离姿态的分阶段控制过程：从载机释放机载悬挂物开始计时，控制机载悬挂物的舵机和舵面处于锁定状态；当到达舵面解锁时间点时，控制舵机和舵面解锁；当到达姿态角速率稳定时间点时，向舵机输出预设参数的姿态角速率控制指令，以使舵机根据姿态角速率控制指令执行姿态角速率控制操作；当到达脱离载机气流流场时间点时，启动对机载悬挂物预设的姿态角稳定控制操作。由此可见，本专利技术实施例通过在载机释放机载悬挂物后分阶段采用姿态角速率控制和姿态角控制，实现机载悬挂物与载机分离时的安全控制，不但有利于机载悬挂物和载机的分离安全，也有利于减少机载悬挂物累积的角度和角速度误差，节省对较大姿态角误差的纠正能量，保证对姿态控制的响应速度。
[0020]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。
附图说明
[0021]图1为一个实施例中一种安全的悬挂物与载机分离姿态控制方法的流程示意图；
[0022]图2为一个实施例中一种滚转通道角速率稳定控制结构示意图；
[0023]图3为一个实施例中一种俯仰通道角速率稳定控制结构示意图；
[0024]图4为一个实施例中一种偏航通道角速率稳定控制结构示意图；
[0025]图5为一个实施例中一种安全的悬挂物与载机分离姿态控制装置的结构示意图；
[0026]图6为一个实施例中计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
[0027]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0028]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
[0029]另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0030]在实践中，专利技术人发现目前的机载悬挂物的分离姿态控制方式，会存在如下问题：如果引入姿态稳定控制时机过早，机载悬挂物控制系统起控时可能会发生机载悬挂物与载机的碰撞，危及载机安全；如果引入姿态稳定控制时机较晚，可能会使机载悬挂物没有足够的时间修正初始累积的姿态角误差或者需要很大的控制力才能将悬挂物本体的姿态稳定下，最终影响机载悬挂物的最终飞行品质和落点精度。另一方面，由于单纯采用姿态角偏差控制方法，响应时间慢，难以应付分离时复杂、突变的流场环境，同时由于有时载机释放机载悬挂物时，载机的飞行姿态并非保持平飞，可能是仰头、俯冲、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种安全的悬挂物与载机分离姿态控制方法，其特征在于，包括：从载机释放机载悬挂物开始计时，控制所述机载悬挂物的舵机和舵面处于锁定状态，直至到达预设的舵面解锁时间点；当到达舵面解锁时间点时，控制所述舵机和舵面解锁，直至到达预设的姿态角速率稳定时间点；当到达姿态角速率稳定时间点时，向所述舵机输出预设参数的姿态角速率控制指令，以使所述舵机根据所述姿态角速率控制指令执行姿态角速率控制操作，直至到达预设的脱离载机气流流场时间点；当到达脱离载机气流流场时间点时，启动对机载悬挂物预设的姿态角稳定控制操作。2.根据权利要求1所述的安全的悬挂物与载机分离姿态控制方法，其特征在于，所述启动对机载悬挂物预设的姿态角稳定控制操作，包括：进行姿态角速率稳定控制，并实时获取机载悬挂物的滚转角和滚转角速率，直至滚转角和滚转角速率均不大于预设的安全阈值；当滚转角和滚转角速率均不大于预设的安全阈值时，启动对机载悬挂物的俯仰、偏航和滚转三通道解耦姿态角控制，转入正常的姿态角控制状态。3.根据权利要求1所述的安全的悬挂物与载机分离姿态控制方法，其特征在于，所述姿态角速...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志强，郭鸿武，鲁兴举，刘建斌，马建军，李鹏，耿丽娜，谢冰，彭学锋，孙未蒙，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：