鸭尾舵三通道轴对称布局气动力数学模型的建模方法技术

本发明专利技术提供了一种鸭尾舵三通道轴对称布局气动力数学模型的建模方法及系统，包括：根据导弹外形的对称性，得到导弹静态气动力数学模型；利用风洞试验获取导弹静态气动力数学模型的输入，即获得样本数据；通过样本数据求解导弹静态气动力数学模型的各项系数，进而得到导弹的静态气动力数学模型，即生成气动数据库；将气动数据库集成到导弹动力学仿真模型中，用于六自由度运动方程解算。本发明专利技术通过攻角、马赫数间系数双线性插值提高鸭尾舵布局导弹气动力数据插值精度，解决了鸭尾舵三通道全控(XX型)的轴对称导弹弹道和控制专业全空域数值仿真所需要的高精度气动力数据的问题。同时减少风洞试验次数，降低成本提高效率，有环保性。保性。保性。

【技术实现步骤摘要】
鸭尾舵三通道轴对称布局气动力数学模型的建模方法


[0001]本专利技术涉及气动力数学模型的建模，具体地，涉及一种鸭尾舵三通道轴对称布局气动力数学模型的建模方法及系统。

技术介绍

[0002]为了评估制导、控制和自动驾驶仪的特性，最合乎需要的外形气动特性的描述是在M，H，Φ，Φ
F
，α
Φ
，δ
Pc
，δ
Yc
、、δ
Rc
、δ
Pt
，δ
Yt
、和δ
Rt
整个飞行范围内，导弹承受的静态气动力和力矩C
N
，C
A
，C
Z
，m
X
，m
Y
和m
Z
为上述变量函数的三维表达形式。这些数据可以成为全六自由度导弹系统弹道仿真的一部分。由于要积累足够的气动力数据提供三维表示，要求有一个宏大的风洞试验计划或数值计算计划。三维表示的方式应当考虑周到并用以指导试验或计算计划。为了提供与数据一致性的表示式(特别是在最有可能飞本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种鸭尾舵三通道轴对称布局气动力数学模型的建模方法，其特征在于，包括：步骤S1：根据导弹外形的对称性，得到导弹静态气动力数学模型；步骤S2：利用风洞试验获取所述导弹静态气动力数学模型的输入，即获得样本数据；步骤S3：通过所述样本数据求解导弹静态气动力数学模型的各项系数，进而得到导弹的静态气动力数学模型，即生成气动数据库；步骤S4：将所述气动数据库集成到导弹动力学仿真模型中，用于六自由度运动方程解算。2.根据权利要求1所述的鸭尾舵三通道轴对称布局气动力数学模型的建模方法，其特征在于，步骤S1包括：基于三角函数级数展开的数学原理及导弹外形的对称性推得导弹静态气动力数学模型。3.根据权利要求1所述的鸭尾舵三通道轴对称布局气动力数学模型的建模方法，其特征在于，步骤S2包括利用静态气动力数学模型制定相应数值计算项目，或者制定风洞试验项目，然后根据所述数值计算项目或者所述风洞试验项目获取所述静态气动力数学模型的输入，即获得样本数据。4.根据权利要求1所述的鸭尾舵三通道轴对称布局气动力数学模型的建模方法，其特征在于，所述导弹静态气动力数学模型包括：攻角、马赫数间系数双线性插值，对于某个M、α
Φ
有有[C
A1
,C
A2
]
T
＝[1,1]
T
(C
A
+Fri(H))式中，[a
ij
],[b
ij
]为系数矩阵，Fri(H)为摩擦阻力通过工程计算方法得到的，H表示海拔高度，M表示马赫数，α
Φ
表示合成攻角，C
N
、C
Z
和C
A
分别表示全弹静态法向力系数、全弹静态侧向力系数和全弹前体静态轴向力系数，m
X
、m
Y
和m
Z
分别表示全弹静态滚转力矩系数、全弹静态偏航力矩系数和全弹静态俯仰力矩系数，X
CM
表示导弹质心，X
R
表示力矩数据m
Y
、m
Z
参考点，Lr表示参考长度，x
j
和y
j
分别为定义的一个268维列向量和一个234维列向量，O、X、Y和Z表示旋转体轴系。5.根据权利要求4所述的鸭尾舵三通道轴对称布局气动力数学模型的建模方法，其特征在于，所述定义的一个268维列向量和一个234维列向量包括：定义一个268维列向量x＝[x1，x2，
…
，x
268
]
T
和一个234维列向量y＝[y1，y2，
…
y
234
]
T
其中，x1＝1，x2＝cos4Φ，x3＝cos8Φ，x4＝δ
Yt
cosΦ+δ
Pt
sinΦ，sinΦ，x7＝δ
Yt
δ
Pt
sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，
x
23
＝δ
Rt
(δ
Pt
cosΦ
‑
δ
Yt
sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，x
36
＝δ
Yc
cosΦ+δ
Pc
sinΦ，x
39
＝δ
Yc
δ
Pc
sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，x
55
＝δ
Rc
(δ
Pc
cosΦ
‑
δ
Yc
sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，x
68
＝(δ
Yt
cosΦ+δ
Pt
sinΦ)(δ
Yc
cosΦ+δ
Pc
sinΦ)，
x
73
＝(δ
Pt
cosΦ
‑
δ
Yt
sinΦ)(δ
Pc
cosΦ
‑
δ
Yc
sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，x
92
＝δ
Rt
δ
Rc
，x
93
＝δ
Rt
δ
Rc
cos4Φ，cos4Φ，cos4Φ，cos4Φ，cos4Φ，x
105
＝δ
Rt
(δ
Pt
cosΦ
‑
δ
Yt
sinΦ)δ
Rc
(δ
Pc
cosΦ
‑
δ
Yc
sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，
x
199
＝δ
Rc
(δ
Pt
cosΦ
‑
δ
Yt
sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，
x
231
＝δ
Rt
(δ
Pc
cosΦ
‑
δ
Yc
sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，
x
260
＝cosΦ+sinΦ，x
261
＝sin2Φ，x
262
＝cos3Φ
‑
sin3Φ，x
263
＝cos5Φ+sin5Φ，x
264
＝sin6Φ，x
265
＝cos7Φ
‑
sin7Φ，x
266
＝1，x
267
＝cos4Φ，x
268
＝cos8Φ；y1＝sin4Φ，y2＝δ
Pt
cosΦ
‑
δ
Yt
sinΦ，y6＝δ
Rt
，y7＝δ
Rt
cos4Φ，y
10
＝δ
Rt
(δ
Yt
cosΦ+δ
Pt
sinΦ)，sinΦ)，y
16
＝δ
Rt
δ
Yt
δ
Pt
sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，y
26
＝δ
Pc
cosΦ
‑
δ
Yc
sinΦ，sinΦ，y
30
＝δ
Rc
，y
31
＝δ
Rc
cos4Φ，y
34
＝δ
Rc
(δ
Yc
cosΦ+δ
Pc
sinΦ)，sinΦ)，y
40
＝δ
Rc
δ
Yc
δ
Pc
sin2Φ，sin2Φ，
y
98
＝δ
Rt
(δ
Yt
cosΦ+δ
Pt
sinΦ)(δ
Yc
cosΦ+δ
Pc
sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，y
103
＝δ
Rt
(δ
Pt
cosΦ
‑
δ
Yt
sinΦ)(δ
Pc
cosΦ
‑
δ
Yc
sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，
y
130
＝(δ
Yt
cosΦ+δ
Pt
sinΦ)δ
Rc
(δ
Yc
cosΦ+δ
Pc
sinΦ),sinΦ),sinΦ),y
135
＝(δ
Pt
cosΦ
‑
δ
Yt
sinΦ)δ
Rc
(δ
Pc
cosΦ
‑
δ
Yc
sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，sinΦ)，
y
162
＝δ
Rc
(δ
Yt
cosΦ+δ
Pt
sinΦ)，sinΦ)，y
168
＝δ
Rc
δ
Yt
δ
Pt
sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，
y
194
＝δ
Rt
(δ
Yc
cosΦ+δ
Pc
sinΦ)，sinΦ)，y
200
＝δ
Rt
δ
Yc
δ
Pc
sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，sin2Φ，y
226
＝sinΦ
‑
cosΦ，y
227
＝cos2Φ，y
228
＝sin3Φ+cos3Φ，y
229
＝sin5Φ
‑
cos5Φ，y
230
＝cos6Φ，y
231
＝sin7Φ+cos7Φ，y
232
＝1，y
233
＝cosΦ+sinΦ,y
234
＝sin4Φ；式中，Φ表示气流滚转角，δ
Pt
、δ
Yt
和δ
Rt
分别表示尾舵俯仰舵偏角、尾舵偏航舵偏角和尾舵副翼舵偏角，δ
Pc
、δ
Yc
和δ
Rc
分别表示鸭舵俯仰舵偏角、鸭舵偏航舵偏角和鸭舵副翼舵偏角。6.一种鸭...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅建明，李欣益，侯凯宇，仇理宽，彭中良，李勇，阳华，毕鹏，唐海敏，伍彬，李小林，梁伟，蔡天星，段旭，杨帆，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：