一种直升机姿态规划控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种直升机姿态规划控制系统及方法，属于旋翼类飞行器动态控制技术领域，包括：用于确定直升机在目标飞行状态下的N个直升机模型的直升机模型确定模块；用于在任一雷达入射方向下对各直升机模型进行雷达扫描时，计算各直升机模型的RCS值，构建得到RCS数据库的RCS数据库构建模块；用于确定任一雷达入射方向的RCS均值的RCS均值确定模块；用于将RCS均值最小的雷达入射方向确定为目标入射方向的目标入射方向确定模块；用于按照目标入射方向和目标雷达扫描源的位置，调整直升机相对于目标雷达扫描源的位置关系的直升机姿态调整模块。实现了对直升机与目标雷达发射源之间最优位置关系的规划，提高了直升机的隐身性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种直升机姿态规划控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及旋翼类飞行器动态控制
，特别是涉及一种直升机姿态规划控制系统及方法。

技术介绍

[0002]雷达散射截面(Radar Cross Section，简称RCS)是一种能够衡量飞行器目标反射电磁波能力大小的物理量，它是根据雷达波照射到飞行器表面后反射出的雷达回波能量与入射波能量比值进行定义的，RCS越小则飞行器隐身性越好。同时，RCS也是探测雷达搜寻和甄别飞行器的主要依据。
[0003]直升机与固定翼类飞行器最显著的不同是直升机具有主旋翼和尾桨等旋转部件，固定翼飞机相同角度处的RCS仅仅是一个定值，而雷达波即使从同一角度对飞行中的直升机进行照射，由于其主旋翼和尾桨等旋转部件是在持续旋转的，其RCS数值也是在周期性动态变化的，而且世界上直升机种类繁多，每一种直升机都有其特定的RCS特征，并且不同角度的RCS不同、雷达从不同方位探测到直升机的概率也不同。因此，若能使用某种通用的数值计算方法建立起直升机目标的动态RCS数据库，则基于此数据库能够实现规划和控制直升机的隐身最优方位角，具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种直升机姿态规划控制系统及方法，实现了对直升机与目标雷达发射源之间最优位置关系的规划，提高了直升机的隐身性能。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种直升机姿态规划控制系统，包括：
[0007]直升机模型确定模块，用于确定直升机在目标飞行状态下的N个直升机模型；所述目标飞行状态包括目标飞行高度和目标飞行速度；
[0008]RCS数据库构建模块，用于在任一雷达入射方向下对N个所述直升机模型进行雷达扫描时，计算N个所述直升机模型的RCS值，构建得到直升机的RCS数据库；所述雷达入射方向包括空间中一雷达扫描源相对于直升机的位置关系；
[0009]RCS均值确定模块，用于确定所述目标飞行状态下，任一雷达入射方向的RCS均值；所述RCS均值为所述雷达入射方向下，N个所述直升机模型的RCS值的平均值；
[0010]目标入射方向确定模块，用于将所述RCS均值最小的雷达入射方向确定为目标入射方向；
[0011]直升机姿态调整模块，用于按照所述目标入射方向和目标雷达扫描源的位置，调整直升机相对于所述目标雷达扫描源的位置关系。
[0012]可选地，所述直升机模型确定模块包括：
[0013]目标机身模型确定单元，用于确定直升机在目标飞行状态下的目标机身模型；所述目标机身模型为直升机的出厂机身模型结合所述目标飞行状态下唯一确定的一组配平
参数所得到的模型；所述配平参数包括直升机姿态角、横向周期变距操纵量、纵向周期变距操纵量、主旋翼总距操纵量和尾桨总距操纵量；
[0014]旋翼模型确定单元，用于根据预设间隔角度，确定直升机旋翼在所述目标飞行状态下的N个旋翼模型；N＝360
°
/预设间隔角度；N个所述旋翼模型为直升机旋翼相对于所述目标机身模型旋转不同预设间隔角度时的模型；
[0015]直升机模型确定单元，用于根据所述目标机身模型和N个所述旋翼模型，确定直升机在所述目标飞行状态下的N个直升机模型。
[0016]可选地，所述直升机模型确定模块包括：
[0017]目标机身模型确定单元，用于确定直升机在目标飞行状态下的目标机身模型；所述目标机身模型为直升机的出厂机身模型结合所述目标飞行状态下唯一确定的一组配平参数所得到的模型；所述配平参数包括直升机姿态角、横向周期变距操纵量、纵向周期变距操纵量、主旋翼总距操纵量和尾桨总距操纵量；
[0018]桨叶个数确定单元，用于确定直升机旋翼的桨叶个数；
[0019]旋翼模型确定单元，用于根据所述桨叶个数和预设间隔角度，确定直升机旋翼在所述目标飞行状态下，任意两个相邻桨叶之间的N个旋翼模型；N＝360
°
/桨叶个数/预设间隔角度；N个所述旋翼模型为直升机旋翼相对于所述目标机身模型旋转不同预设间隔角度时的模型；
[0020]直升机模型确定单元，用于根据所述目标机身模型和N个所述旋翼模型，确定直升机在所述目标飞行状态下的N个直升机模型。
[0021]可选地，所述直升机模型确定模块还包括：
[0022]旋翼模型周期性填充单元，用于根据N个所述旋翼模型以及所述桨叶个数，基于旋翼旋转的周期性规则确定直升机旋翼在所述目标飞行状态下的其他M个旋翼模型；M＝N*(桨叶个数
‑
1)。
[0023]对应于前述的直升机姿态规划控制系统，本专利技术还提供了一种直升机姿态规划控制方法，包括以下步骤：
[0024]确定直升机在目标飞行状态下的N个直升机模型；所述目标飞行状态包括目标飞行高度和目标飞行速度；
[0025]在任一雷达入射方向下对N个所述直升机模型进行雷达扫描时，计算N个所述直升机模型的RCS值，构建得到直升机的RCS数据库；所述雷达入射方向包括空间中一雷达扫描源相对于直升机的位置关系；
[0026]确定所述目标飞行状态下，任一雷达入射方向的RCS均值；所述RCS均值为所述雷达入射方向下，N个所述直升机模型的RCS值的平均值；
[0027]将所述RCS均值最小的雷达入射方向确定为目标入射方向；
[0028]按照所述目标入射方向和目标雷达扫描源的位置，调整直升机相对于所述目标雷达扫描源的位置关系。
[0029]可选地，所述确定直升机在目标飞行状态下的N个直升机模型，具体包括：
[0030]确定直升机在所述目标飞行状态下的目标机身模型；所述目标机身模型为直升机的出厂机身模型结合所述目标飞行状态下唯一确定的一组配平参数所得到的模型；所述配平参数包括直升机姿态角、横向周期变距操纵量、纵向周期变距操纵量、主旋翼总距操纵量
和尾桨总距操纵量；
[0031]根据预设间隔角度，确定直升机旋翼在所述目标飞行状态下的N个旋翼模型；N＝360
°
/预设间隔角度；N个所述旋翼模型为直升机旋翼相对于所述目标机身模型旋转不同预设间隔角度时的模型；
[0032]根据所述目标机身模型和N个所述旋翼模型，确定直升机在所述目标飞行状态下的N个直升机模型。
[0033]可选地，所述确定直升机在目标飞行状态下的N个直升机模型，具体包括：
[0034]确定直升机在目标飞行状态下的目标机身模型；所述目标机身模型为直升机的出厂机身模型结合所述目标飞行状态下唯一确定的一组配平参数所得到的模型；所述配平参数包括直升机姿态角、横向周期变距操纵量、纵向周期变距操纵量、主旋翼总距操纵量和尾桨总距操纵量；
[0035]确定直升机旋翼的桨叶个数；
[0036]根据所述桨叶个数和预设间隔角度，确定直升机旋翼在所述目标飞行状态下，任意两个相邻桨叶之间的N个旋翼模型；N＝360
°
/桨叶个数/预设间隔角度；N个所述旋翼模型为直升机旋翼相对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直升机姿态规划控制系统，其特征在于，所述直升机姿态规划控制系统包括：直升机模型确定模块，用于确定直升机在目标飞行状态下的N个直升机模型；所述目标飞行状态包括目标飞行高度和目标飞行速度；RCS数据库构建模块，用于在任一雷达入射方向下对N个所述直升机模型进行雷达扫描时，计算N个所述直升机模型的RCS值，构建得到直升机的RCS数据库；所述雷达入射方向包括空间中一雷达扫描源相对于直升机的位置关系；RCS均值确定模块，用于确定所述目标飞行状态下，任一雷达入射方向的RCS均值；所述RCS均值为所述雷达入射方向下，N个所述直升机模型的RCS值的平均值；目标入射方向确定模块，用于将所述RCS均值最小的雷达入射方向确定为目标入射方向；直升机姿态调整模块，用于按照所述目标入射方向和目标雷达扫描源的位置，调整直升机相对于所述目标雷达扫描源的位置关系。2.根据权利要求1所述的直升机姿态规划控制系统，其特征在于，所述直升机模型确定模块包括：目标机身模型确定单元，用于确定直升机在目标飞行状态下的目标机身模型；所述目标机身模型为直升机的出厂机身模型结合所述目标飞行状态下唯一确定的一组配平参数所得到的模型；所述配平参数包括直升机姿态角、横向周期变距操纵量、纵向周期变距操纵量、主旋翼总距操纵量和尾桨总距操纵量；旋翼模型确定单元，用于根据预设间隔角度，确定直升机旋翼在所述目标飞行状态下的N个旋翼模型；N＝360
°
/预设间隔角度；N个所述旋翼模型为直升机旋翼相对于所述目标机身模型旋转不同预设间隔角度时的模型；直升机模型确定单元，用于根据所述目标机身模型和N个所述旋翼模型，确定直升机在所述目标飞行状态下的N个直升机模型。3.根据权利要求1所述的直升机姿态规划控制系统，其特征在于，所述直升机模型确定模块包括：目标机身模型确定单元，用于确定直升机在目标飞行状态下的目标机身模型；所述目标机身模型为直升机的出厂机身模型结合所述目标飞行状态下唯一确定的一组配平参数所得到的模型；所述配平参数包括直升机姿态角、横向周期变距操纵量、纵向周期变距操纵量、主旋翼总距操纵量和尾桨总距操纵量；桨叶个数确定单元，用于确定直升机旋翼的桨叶个数；旋翼模型确定单元，用于根据所述桨叶个数和预设间隔角度，确定直升机旋翼在所述目标飞行状态下，任意两个相邻桨叶之间的N个旋翼模型；N＝360
°
/桨叶个数/预设间隔角度；N个所述旋翼模型为直升机旋翼相对于所述目标机身模型旋转不同预设间隔角度时的模型；直升机模型确定单元，用于根据所述目标机身模型和N个所述旋翼模型，确定直升机在所述目标飞行状态下的N个直升机模型。4.根据权利要求3所述的直升机姿态规划控制系统，其特征在于，所述直升机模型确定模块还包括：旋翼模型周期性填充单元，用于根据N个所述旋翼模型以及所述桨叶个数，基于旋翼旋
转的周期性规则确定直升机旋翼在所述目标飞行状态下的其他M个旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：费钟阳，招启军，蒋相闻，姚泽浩，王博，陈希，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：