【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及巡飞弹单机仿真领域，具体涉及一种巡飞弹的单机全流程仿真方法。
技术介绍
1、基于巡飞弹全流程工作稳定性设计的要求，需对巡飞弹工作全流程进行仿真。目前的巡飞弹的单机全流程仿真方法是在外置仿真用电脑上周期性运行仿真程序，将巡飞弹的传感器数据与遥控数据传递至外置仿真电脑中，模拟真实环境下产生的巡飞弹位姿信息变化，并传回巡飞弹飞行控制仪中，形成仿真周期流程闭环。
2、其缺点在于：每次仿真周期都会进行跨设备的数据传输，在导致增加成本的同时增加了系统的不确定性。其次，在现有设计中，受限于仿真机物理硬件与软件接口等因素，一台仿真机只能运行为一架巡飞弹提供实时仿真数据，仿真试验中巡飞弹架次受到仿真机数量的限制。再次，现有仿真机与巡飞弹之间采用线缆物理连接传输数据，巡飞弹需要改制焊接接口，破坏巡飞弹的外观与结构，造成仿真产品与试验或交付产品之间存在结构上的差异，在耗费成本的同时不利于项目管理。再次，多架次巡飞弹协同仿真等试验中存在多台外接仿真机，仿真开始与结束时需操作人员分别操作仿真机上的仿真程序启动与停止，操作繁琐，难以保持仿真试验的同时性。
技术实现思路
1、本申请通过提供一种巡飞弹的单机全流程仿真方法，以解决上述技术问题中的至少一个。
2、为达到上述目的，本申请采用如下技术方案。
3、一种巡飞弹的单机全流程仿真方法，包括如下步骤：
4、s1、根据巡飞弹的总体设计参数、总体气动参数、导弹飞行力学、导弹控制原理，建立巡飞弹的弹道仿真数学
5、s2、将建立好的弹道仿真数学模型转换为计算机程序，具有模拟理想状态下巡飞弹工作流程中姿态位置变化的能力，设计交互逻辑并通过调用线程与程序模块来实现仿真数据与飞控系统的交互；
6、s3、确定仿真任务中的仿真参数，仿真参数包括仿真起点经纬度、仿真起点海拔高度、仿真发射参数等，将程序烧写至巡飞弹飞控板内；
7、s4、按照巡飞弹发射与工作流程进行操作，完成仿真。
8、在一些实施例中，步骤s2包括：
9、依据l1非线性航迹制导律、stt稳定控制律和滚转稳定控制律原理设计控制算法；
10、根据l1线性化模型解算l1制导律控制输出方程；
11、根据stt过载控制框图解算过载控制输出方程；
12、根据滚转稳定控制框图解算滚转稳定控制输出方程；
13、根据控制系统设计原理及性能指标设计各控制参数；
14、将设计好的控制参数加入到巡飞弹六自由度有控弹道仿真程序进行仿真验证。
15、在一些实施例中，根据控制系统设计原理及性能指标设计各控制参数包括：根据如下原则设计巡飞弹整个控制系统的控制参数，原则1：由自动控制原理，内回路带宽应设计为外回路带宽的1.5倍～3倍原则，以保证内回路能够很好地跟随外回路输出指令；原则2：由舵机带宽约束原则，角速度环带宽受到执行舵机带宽约束；原则3：巡飞弹自然频率规避原则，所有环路的带宽设计应避开巡飞弹自然频率。
16、在一些实施例中，步骤s3包括：搭建好巡飞弹六自由度弹道仿真模型后，使用程序语言实现并封装为missle_model模块，输入为巡飞弹尾部推力电机pwm控制信号、两片主翼上舵机的控制信号与尾舵上舵机的控制信号，即一个包含5个参数的控制信号矩阵，输出为当前控制信号作用下巡飞弹响应产生的三轴加速度与三轴角加速度以及积分后得到的速度、角速度、位置与姿态信息；
17、调出飞控原有程序中产生控制信号部分代码，封装为fw_attcontrol模块，输入为巡飞弹的当前三轴加速度、三轴角加速度、速度、角速度、位置与姿态信息，以及期望的速度、角速度、位置与姿态信息，在进行该模块内控制算法的处理后，输出巡飞弹控制信号；
18、设计gps信号更新模块gps_fresh，输入为巡飞弹仿真模型输出的位置信息，根据当前位置变化来生成相应的gps数据，并输入到fw_attcontrol中；
19、设计逻辑调度与数据交互程序模块fz_app，在一个规定的仿真周期内分别调度弹道仿真模型missle_model、控制模块fw_attcontrol与gps_fresh模块，完成在飞控计算机内部的数据交互与顺序调度，实现仿真流程的闭环。
20、在一些实施例中，步骤s4包括：
21、巡飞弹整体上电完成后，飞控板与数据链等分系统完成自检并开始正常工作，飞控内部程序开始自动运行，控制模块接收仿真模型输出的巡飞弹模拟状态下的传感器数值，并将位姿信息与巡飞弹状态等打包为遥测信息包，通过弹上数据链发送至地面站与规划监控终端，并由地面站与规划监控终端解包后显示在设备的屏幕上；
22、根据仿真任务安排，通过地面站规划飞行航线，或者使用巡飞弹规划监控终端划定巡飞区域后自动生成巡飞航线，将航线装订至巡飞弹后，开始仿真任务；飞控控制程序接收仿真模型输出的模拟数据，仿真模型根据控制模型输出的控制指令更新巡飞弹的位姿信息，gps模块接收仿真模型更新的位置信息刷新gps定位信息，在仿真流程中不断进行该信息生成与交流的循环，实现巡飞弹全流程的仿真；
23、通过地面站上巡飞弹的位姿信息与状态判断仿真任务是否完成，完成后对巡飞弹进行断电，通过地面站读取仿真过程中记录的数据进行分析，并回收整理仿真使用的设备。
24、本申请至少具有如下技术效果或优点：本专利技术移除了巡飞弹仿真过程中对于巡飞弹必须接入外部仿真计算机的要求，实现了弹上飞控计算机内部完成仿真流程闭环，减少了试验设备数量，增强了仿真结果的实时性，为多发巡飞弹硬件在环协同仿真提供基础。
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1.一种巡飞弹的单机全流程仿真方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的巡飞弹的单机全流程仿真方法，其特征在于，步骤S2包括：
3.根据权利要求2所述的巡飞弹的单机全流程仿真方法，其特征在于：根据控制系统设计原理及性能指标设计各控制参数包括：根据如下原则设计巡飞弹整个控制系统的控制参数，原则1：由自动控制原理，内回路带宽应设计为外回路带宽的1.5倍～3倍原则，以保证内回路能够很好地跟随外回路输出指令；原则2：由舵机带宽约束原则，角速度环带宽受到执行舵机带宽约束；原则3：巡飞弹自然频率规避原则，所有环路的带宽设计应避开巡飞弹自然频率。
4.根据权利要求1或2所述的单机全流程仿真方法，其特征在于，步骤S3包括：
5.根据权利要求1或2所述的单机全流程仿真方法，其特征在于，步骤S4包括：
【技术特征摘要】
1.一种巡飞弹的单机全流程仿真方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的巡飞弹的单机全流程仿真方法，其特征在于，步骤s2包括：
3.根据权利要求2所述的巡飞弹的单机全流程仿真方法，其特征在于：根据控制系统设计原理及性能指标设计各控制参数包括：根据如下原则设计巡飞弹整个控制系统的控制参数，原则1：由自动控制原理，内回路带宽应设计为外回...
【专利技术属性】
技术研发人员：庄孜，邓才能，李维，谭飞鸿，
申请(专利权)人：湖南航天机电设备与特种材料研究所，
类型：发明
国别省市：
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