一种靶标姿态失稳时的有效安控方法技术

本发明专利技术涉及一种靶标姿态失稳时的有效安控方法，包括以下步骤：步骤1：获取舵系统不同频率和不同舵面摆角下的扫频信息，获取靶标的滚转角和滚转角速度；步骤2：根据步骤1中的扫频信息解算补偿角，或者，根据舵机模型和靶标的滚转角速度求取补偿角；步骤3：根据步骤2中的补偿角解算舵系统的每片舵面的摆角，舵系统的舵机控制器根据解算出的每片舵面的摆角信息发出舵系统的每片舵面的摆角指令。本发明专利技术提供的一种靶标姿态失稳时的有效安控方法，利用靶标失稳后的滚转角、滚转角速度等信息以及事先已知的舵系统信息来进行靶标舵面控制，从而使靶标在姿态失稳时仍能够迅速落地，极大地降低了靶标姿态失稳时的安全隐患。低了靶标姿态失稳时的安全隐患。低了靶标姿态失稳时的安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种靶标姿态失稳时的有效安控方法


[0001]本专利技术涉及航空航天领域，具体涉及一种靶标姿态失稳时的有效安控方法。

技术介绍

[0002]目前航空靶标在飞行时，若姿态失稳或超出安控区则应启动安控使靶标自毁或迅速落地。常见的安控方法有四类，第一类是安装引战系统，在需要安控时引爆战斗部将弹体炸成碎片；第二类是切割分离组件来破坏弹体气动外形；第三类是利用弹上伞降系统使靶标迅速减速缓慢落地；第四类是利用舵系统，将俯仰舵偏角打到预设角度或者按照预设自毁弹道控制俯仰舵面偏转，以期靶标迅速落地。
[0003]现有的安控方法存在以下缺陷：第一类安控方法可靠性较高，一般使用在导弹上，靶标很难容许安装引战系统。第二类安控方法可靠性较差，因为破坏弹体气动外形后，发动机仍然在持续输出动力，此时靶标处于失控状态，能否有效避开安控区域有很大的不确定性。第一、第二、第三类安控方法都需要额外增加弹上装置，大大增加了靶标的设计难度、设计成本、生产成本和人力成本。而目前的第四类方法则无法在靶标姿态失稳时进行有效的安控。
[0004]公开号为CN109596012A的中国专利技术专利《一种弹载飞行器切割式主动安控系统》设计了一种毁伤式安控系统（属于第二类安控方法），虽然该设计结构简单、成本低廉，但若应用于靶标系统，则仍存上前文所述的部分缺陷，比如安控可靠性低、设计难度增加、成本增加、市场竞争力降低等。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种靶标姿态失稳时的有效安控方法，其属于第四类安控方法，在靶标姿态失稳时仍能够迅速落地。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种靶标姿态失稳时的有效安控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取舵系统不同频率和不同舵面摆角下的扫频信息，获取靶标的滚转角和滚转角速度；步骤2：根据步骤1中的扫频信息解算补偿角，或者，根据舵机模型和靶标的滚转角速度求取补偿角；在靶标转速较低时，比如低于每秒三转，可以不解算补偿角，即认为补偿角是0；步骤3：根据步骤2中的补偿角解算舵系统的每片舵面的摆角，舵系统的舵机控制器根据解算出的每片舵面的摆角信息发出舵系统的每片舵面的摆角指令。
[0007]优选的，在步骤2中，舵系统不同频率和不同舵面摆角下的扫频信息由舵系统生产厂家提供或者通过扫频试验测得；根据扫频信息解算补偿角，
其中， 是某个试验状态下发出舵控指令至收到舵反就位指令的时间延时，单位是s， 是对应试验状态下的扫频频率，单位是Hz。
[0008]优选的，在步骤2中，根据舵机模型和靶标的滚转角速度解算补偿角，其中，是靶标滚转角速度，是舵机阻尼比， 是舵机带宽。
[0009]优选的，在步骤2之后加入设定或解算舵偏角指令的步骤，具体如下：设定或解算准弹体系下的俯仰舵偏角、偏航舵偏角以及弹体系下的滚转舵偏角，如下：其中，是设定的或根据自毁弹道解算的准弹体系下俯仰舵偏角指令，是设定的准弹体系下的偏航舵偏角；是设定的准弹体系下的俯仰舵偏角， 是弹体系下的滚转舵偏角。
[0010]优选的，设定或解算舵偏角指令的步骤后加入插值补偿角的步骤，具体如下：若靶标采用独立通道舵面或“十”字型舵面布局时，插值时所使用的幅值为；或者，若靶标采用“X”字型舵面布局时，插值时所使用的幅值为。
[0011]优选的，步骤3中，若靶标采用独立通道舵面，则：其中， 是设定的准弹体系下俯仰舵偏角； 是靶标的滚转角，单位是rad；是步骤2中的补偿角； 是俯仰通道舵偏角； 是偏航通道舵偏角。
[0012]优选的，步骤3中，若舵系统采用“十”字型布局时，每片舵面的摆角的计算方式如下：
其中，是设定的准弹体系下俯仰舵偏角；是靶标的滚转角，单位是rad；是步骤2中的补偿角；、、、则为四个舵面对应的摆动角度。
[0013]优选的，步骤3中，若舵系统采用“X”字型布局时，每片舵面的摆角的计算方式如下：其中， 是设定的准弹体系下俯仰舵偏角； 是靶标的滚转角，单位是rad；是步骤2中的补偿角；、、、则为四个舵面对应的摆动角度。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种靶标姿态失稳时的有效安控方法，其属于第四类安控方法，利用靶标失稳后的滚转角、滚转角速度等信息以及事先已知的舵系统信息来进行靶标舵面控制，从而使靶标在姿态失稳时仍能够迅速落地，极大地降低了靶标姿态失稳时的安全隐患。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的一种靶标姿态失稳时的有效安控方法的流程图；图2为本专利技术中一种舵系统扫频试验的电气搭配示意图；图3为一种“X”字型舵面布局时通道舵偏角极性以及舵面标号示意图；图4为一种“十”字型舵面布局时通道舵偏角极性以及舵面标号示意图；图5为应用本专利技术的方法后实际舵摆角与理论舵摆角之间的关系图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和实施例对本申请进行说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部。
[0017]应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。
[0018]见图1，本实施例提供了一种靶标姿态失稳时的有效安控方法，其实施步骤如下：
步骤1：获取舵系统不同频率和不同舵面摆角下的扫频信息，获取靶标的滚转角和滚转角速度；步骤2：根据步骤1中的扫频信息解算补偿角，或者，根据舵机模型和靶标的滚转角速度求取补偿角；在靶标转速较低时，比如低于每秒三转，可以不解算补偿角，即认为补偿角是0；步骤3：根据步骤2中的补偿角解算舵系统的每片舵面的摆角，舵系统的舵机控制器根据解算出的每片舵面的摆角信息发出舵系统的每片舵面的摆角指令。
[0019]在步骤1中，舵系统不同频率和不同舵面摆角下的扫频信息可由舵系统生产厂家提供。或者作为本实施例中的一种可选实施方式，扫频信息也可以通过扫频试验测得。
[0020]图2是一种扫频试验电气设备搭配示意图。在步骤2中，若已经获得扫频试验结果，则可根据以下公式来计算补偿角并记录此时扫频幅度，i=1、2、3
…
n，j=1、2、3
…
m；获取不同状态下的补偿角，并制成表格，其中表格应具有但不限于如下形式：其中， 是某个试验状态下发出舵控指令至收到舵反就位指令的时间延时，单位是s， 是对应试验状态下的扫频频率，单位是Hz。
[0021]作为本实施例中的一种可选实施方式，根据通过扫频获取的补偿角、舵面偏转角、靶标的滚转角速度等对靶标的实时补偿角进行二维插值。
[0022]若滚转角速度的单位是
°
/s，则有若滚转角速度单位是rad/s，则有。
[0023]例如，采取某一型号舵机的扫频试验数据，整理成表格本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种靶标姿态失稳时的有效安控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取舵系统不同频率和不同舵面摆角下的扫频信息，获取靶标的滚转角和滚转角速度；步骤2：根据步骤1中的扫频信息解算补偿角，或者，根据舵机模型和靶标的滚转角速度求取补偿角；在靶标转速低于每秒三转时，不解算补偿角，即认为补偿角是0；步骤3：根据步骤2中的补偿角解算舵系统的每片舵面的摆角，舵系统的舵机控制器根据解算出的每片舵面的摆角信息发出舵系统的每片舵面的摆角指令。2.根据权利要求1所述的一种靶标姿态失稳时的有效安控方法，其特征在于：在步骤2中，舵系统不同频率和不同舵面摆角下的扫频信息由舵系统生产厂家提供或者通过扫频试验测得；根据扫频信息解算补偿角，并预存这些补偿角信息，其中， 是某个试验状态下发出舵控指令至收到舵反就位指令的时间延时，单位是s， 是对应试验状态下的扫频频率，单位是Hz。3.根据权利要求1所述的一种靶标姿态失稳时的有效安控方法，其特征在于：在步骤2中，根据舵机模型和靶标的滚转角速度解算补偿角，其中， 是靶标滚转角速度， 是舵机阻尼比， 是舵机带宽。4.根据权利要求1所述的一种靶标姿态失稳时的有效安控方法，其特征在于：在步骤2之后加入设定或解算舵偏角指令的步骤，具体如下：设定或解算准弹体系下的俯仰舵偏角、偏航舵偏角以及弹体系下的滚转舵偏角，如下：其中， 是设定的或根据自毁弹道解算的准弹体系下...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭树龙，卞李坤，张帅，车鹏宇，赵长山，
申请(专利权)人：北京航天众信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：