一种姿态控制系统去任务化校正网络的设计方法技术方案

本申请的实施例提供了一种姿态控制系统去任务化校正网络的设计方法，包括：根据目标弹道获取小扰动线性化方程系数，确定被控对象传递函数；根据被控对象设计对应的校正网络中的增益值函数，若当前的校正网络增益值函数无法满足被控对象姿态控制回路开环传递函数频域指标要求，则根据被控对象传递函数，设计校正网络中的第一零点函数，若当前的校正网络增益值函数无法满足被控对象姿态控制回路开环传递函数频域指标要求，则根据被控对象传递函数，设计校正网络中的第二零点函数，直至校正网络满足所有任务弹道为止，并将增益值函数、第一零点函数、以及第二零点函数封装为参数库。本申请可以满足不同发射任务的控制需要，不随任务而改变算法。不随任务而改变算法。不随任务而改变算法。

【技术实现步骤摘要】
一种姿态控制系统去任务化校正网络的设计方法


[0001]本申请涉及火箭的控制
，具体而言，涉及一种姿态控制系统去任务化校正网络的设计方法。

技术介绍

[0002]目前商业运载火箭在进行姿态控制系统校正网络设计时，当面临相同发射任务时，采用现有的一套校正网络就可以满足频域的幅值裕度和相位裕度要求。如果面对不同发射任务，采用更加灵活的发射场地、不同的轨道倾角和轨道高度方案的时候，一套校正网络无法满足所有需求，需要进行校正网络重新设计和重新验证，十分耗时耗力。
[0003]所以，本领域技术人员急需一种姿态控制系统去任务化校正网络的设计方法来嵌合不同发射任务的控制需要，降低火箭型号的设计周期和后期的试验验证测试工作，节省发射任务的研制成本。

技术实现思路

[0004]本申请的实施例提供了一种姿态控制系统去任务化校正网络的设计方法，可以满足不同发射任务的控制需要，不随任务而改变算法，达到去任务化的效果，极大降低火箭型号设计周期和后期试验验证测试工作，节省发射任务研制成本。
[0005]本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。
[0006]根据本申请的一个方面，提供了一种姿态控制系统去任务化校正网络的设计方法，所述方法包括：S1：根据目标弹道获取小扰动线性化方程系数，确定被控对象传递函数；S2：根据被控对象设计对应的校正网络中的增益值函数，如果当前设计的校正网络增益值函数无法满足被控对象姿态控制回路开环传递函数频域指标要求，则执行S3，反之则执行S5；S3:根据所述被控对象传递函数，设计校正网络中的第一零点函数，如果当前设计的校正网络增益值函数无法满足被控对象姿态控制回路开环传递函数频域指标要求，则执行S4，反之则执行S5；S4:根据所述被控对象传递函数，设计校正网络中的第二零点函数，直至校正网络满足所有任务弹道为止，执行S5；S5：将所述增益值函数、第一零点函数、以及第二零点函数封装为参数库；其中，所述目标弹道为运载火箭的所有任务弹道中的任意一条，所述增益值函数的表现形式为关于运载火箭速度的函数，所述第一零点函数的表现形式为关于运载火箭高度的函数，所述第二零点函数的表现形式为关于运载火箭攻角的函数。
[0007]在本申请的一些实施例中，所述运载火箭俯仰传递函数的公式如下：
[0008][0009]其中，b1、b2、b3、c1、c2、c3为小扰动线性化方程系数。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述根据目标弹道获取小扰动线性化方程系数，确定被控对象传递函数，包括：
[0011]获取小扰动线性化方程系数，确定所述目标弹道对应的目标运载火箭俯仰传递函数；根据任务弹道参数，计算得到目标小扰动线性化方程系数的具体数值。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述总体参数包括发射任务对应的弹道数据，环境数据，质量、质心、转动惯量，气动数据。
[0013]在本申请的一些实施例中，所述校正网络的形式如下：
[0014][0015]其中，K为增益值、
‑
1/T1第一零点和
‑
1/T2为第二零点。
[0016]在本申请的一些实施例中，所述如果当前设计的校正网络增益值函数无法满足被控对象姿态控制回路开环传递函数频域指标要求，包括：如果当前设计的校正网络增益值函数的相位裕度小于预设相位裕度，则判断当前设计的校正网络增益值函数的相位裕度无法满足指标要求；如果当前设计的校正网络增益值函数的幅值裕度小于预设幅值裕度，则判断当前设计的校正网络增益值函数的幅值裕度无法满足指标要求。
[0017]在本申请的一些实施例中，所述预设相位裕度为30
°
，所述预设幅值裕度为6dB。
[0018]在本申请的一些实施例中，所述方法还包括：获取当前发射任务的发射弹道；按照所述发射弹道的控制要求，从所述参数库中读取对应的增益值函数、第一零点函数、以及第二零点函数；根据当前发射任务的运载火箭速度、运载火箭高度、以及运载火箭攻角，确定所述发射弹道的校正网络对应的增益值、第一零点和第二零点。
[0019]根据本申请一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，所述至少一条程序代码由处理器加载并执行以实现如所述的姿态控制系统校正网络的设计方法所执行的操作。
[0020]根据本申请一个方面，提供了一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，所述一个或多个存储器中存储有至少一条程序代码，所述至少一条程序代码由所述一个或多个处理器加载并执行以实现如所述的姿态控制系统校正网络的设计方法所执行的操作。
[0021]基于上述方案，本申请至少有以下优点或进步效果：
[0022]本申请通过对各条弹道进行对应的校正网络增益值、第一零点、以及第二零点的设计，以层层递进设计的原则进行校正网络设计，直至满足控制系统的要求，再将设计得到的校正网络增益值、第一零点、以及第二零点等校正网络参数封装为参数库。待接到新的发射任务后，可以根据发射任务中的发射弹道的控制需求，在所述参数库中确定各个校正网络参数，可以有效提高姿态控制系统校正网络的设计速度，从而降低火箭型号的设计周期和后期的试验验证测试工作，节省发射任务的研制成本。
[0023]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0024]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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
这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0025]图1示出了本申请的一个实施例中的姿态控制系统校正网络的设计方法的流程简图；
[0026]图2示出了本申请的一个实施例中的姿态控制系统校正网络的设计方法的流程简图；
[0027]图3示出了本申请的一个实施例中的姿态控制系统校正网络的设计方法的流程简图；
[0028]图4示出了适于用来实现本申请实施例的姿态控制系统校正网络的设计方法的计算机系统结构示意图。
具体实施方式
[0029]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
[0030]此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种姿态控制系统去任务化校正网络的设计方法，其特征在于，所述方法包括：S1：根据目标弹道获取小扰动线性化方程系数，确定被控对象传递函数；S2：根据被控对象设计对应的校正网络中的增益值函数，如果当前设计的校正网络增益值函数无法满足被控对象姿态控制回路开环传递函数频域指标要求，则执行S3，反之则执行S5；S3:根据所述被控对象传递函数，设计校正网络中的第一零点函数，如果当前设计的校正网络增益值函数无法满足被控对象姿态控制回路开环传递函数频域指标要求，则执行S4，反之则执行S5；S4:根据所述被控对象传递函数，设计校正网络中的第二零点函数，直至校正网络满足所有任务弹道为止，执行S5；S5：将所述增益值函数、第一零点函数、以及第二零点函数封装为参数库；其中，所述目标弹道为运载火箭的所有任务弹道中的任意一条，所述增益值函数的表现形式为关于运载火箭速度的函数，所述第一零点函数的表现形式为关于运载火箭高度的函数，所述第二零点函数的表现形式为关于运载火箭攻角的函数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运载火箭俯仰传递函数的公式如下：其中，b1、b2、b3、c1、c2、c3为小扰动线性化方程系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据目标弹道获取小扰动线性化方程系数，确定被控对象传递函数，包括：获取小扰动线性化方程系数，确定所述目标弹道对应的目标运载火箭俯仰传递函数；根据任务弹道参数，计算得到目标小扰动线性化方程系数的具体数值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述总体参数包括发射任务对应的弹道数据，环境数据，质量质心转动惯量，气动数据。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校正网络的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓平，岳小飞，李耀方，唐梦莹，周一凡，刘李雷，杨凯铜，王志军，杨跃，韩明晶，李钧，彭焱，赵宁，彭彦召，李文伟，
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：