一种基于迎角估计的飞行器过载控制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于迎角估计的飞行器过载控制方法，其首先安装加速度计测量纵向过载信号并根据气动参数标称值解算基于过载的迎角估计信号，再通过俯仰速率陀螺仪测量角速率信号，并设计二阶微分滤波网络得到俯仰角加速度估计信号，然后采用气动参数标称值解算基于角速度的迎角估计信号；再根据过载误差信号设计了一种大时间常数惯性积分器，得到迎角与俯仰角速率相关参数自适应估计信号；并结合等效控制信号、误差反馈控制信号组成舵偏角虚拟反演信号；再构造舵偏角二阶近似微分信号，并进行饱和限幅、积分与初值处理，得到舵偏角一阶微分信号，并最终反解出舵偏角信号，输送给俯仰舵系统，实现飞行器对期望过载指令信号的跟踪。跟踪。跟踪。

【技术实现步骤摘要】
一种基于迎角估计的飞行器过载控制方法


[0001]本专利技术涉及飞行器过载控制领域，具体而言，涉及一种基于迎角估计的飞行器过载控制方法。

技术介绍

[0002]迎角是飞行器升力产生的根源，也是飞行器力矩发生变化的主要因素；同时飞行器的快速转弯、高性能机动都和迎角密切相关，其中尤为重要的是飞行器的稳定性也与迎角密切相关。由于迎角超出一定范围，飞行器就会失去稳定，而且该范围较小，并且在飞行过程中，由于高速空气气流的不确定性，使得迎角的准确测量比较困难，因此目前对其进行测量并引入控制与稳定的方式几乎还没有在任何飞行器中得到应用与实现。而目前主流的方法是采用陀螺与加速度计测量飞行器的姿态角、姿态角速率与过载信号，而且测量仪器的精度也较高，基于上述背景原因，我们分别采用空气动力学系数与过载信号以及姿态角速率信号来重构迎角信号，作为迎角估计信号，并引入到过载控制中，形成过载误差反馈控制的等效控制项与自适应控制项；同时对舵偏角的微分信号进行补偿，得到了一种高品质的过载跟踪控制方法，也使得本专利技术具有很高的理论价值与工程价值。
[0003]需要说明的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于迎角估计的飞行器过载控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S10，在飞行器上安装加速度计，测量飞行器的纵向加速度信号，然后转换为纵向过载信号；然后引入飞行器的俯仰舵偏角信号以及飞行器飞行速度信号与飞行器空气动力系数标称值，得到飞行器迎角的过载估计信号；在飞行器上安装测角陀螺仪，测量飞行器的俯仰角速率信号，然后设计二阶微分滤波网络，得到俯仰角加速度近似信号：然后引入飞行器的俯仰舵偏角信号以及俯仰角速率信号和飞行器空气动力系数标称值，通过换算得到飞行器迎角的角加速度估计信号；然后对飞行器迎角的过载估计信号以及飞行器迎角的角加速度估计信号进行平均计算得到飞行器迎角估计信号如下：速度估计信号进行平均计算得到飞行器迎角估计信号如下：速度估计信号进行平均计算得到飞行器迎角估计信号如下：α
g2
＝(ω
zd
‑
a
25r
δ
z
‑
a
22r
ω
z
)/a
24r
；其中a
y
为飞行器的纵向加速度信号；g为重力加速度信号，取为常值参数；n
y
为纵向过载信号；v为飞行器速度信号；δ
z
为俯仰舵偏角信号，其初始值设置为0；a
34r
、a
35r
为飞行器空气动力系数标称值，为常值参数；α
g1
为飞行器迎角的过载估计信号；ω
z
为俯仰角速率信号，T1、T2、T3、T4为二阶微分滤波网络的常值参数；s为二阶微分滤波网络的传递函数的微分算子；ω
zd
为俯仰角加速度近似信号；a
25r
、a
22r
、a
24r
为飞行器空气动力系数标称值，为常值参数；α
g2
为飞行器迎角的角加速度估计信号；α
g
为飞行器迎角估计信号；步骤S20，根据飞行器的俯仰通道飞行任务，设置纵向过载期望信号，并与纵向过载信号进行比较，得到纵向过载误差信号；然后进行积分，得到纵向过载误差积分信号；再根据纵向过载误差信号，采用二阶微分滤波网络得到纵向过载误差近似微分信号；然后根据所述的纵向过载误差信号、飞行器迎角估计信号设计迎角相关参数自适应估计规律；再设计大时间常数惯性积分器，得到迎角相关参数自适应估计信号；再根据所述的纵向过载误差信号、俯仰角速率信号设计俯仰角速率相关参数自适应估计规律；再设计大时间常数惯性积分器，得到俯仰角速率相关参数自适应估计信号如下：e1＝n
y
‑
n
yd
；s1＝∫e1dt；c
1d
＝k
a1
e1α
g
；c
2d
＝k
a2
e1ω
z
；
其中n
yd
为纵向过载期望信号，e1为纵向过载误差信号；s1为纵向过载误差积分信号；s为大时间常数惯性积分器传递函数的微分算子；e
1d
为纵向过载误差近似微分信号；k...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宏波，马国欣，王泽，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：