一种舰载机着舰纵向甲板运动补偿方法技术

本发明专利技术公开一种舰载机着舰纵向甲板运动补偿方法，步骤是：在着舰的最后阶段，舰上惯导设备测量获取甲板上理想着舰点的垂直运动位置和速度信息，并将这些信息储存到舰上计算机；通过舰上计算机对理想着舰点的垂直运动位置和速度信号分别采用各自预估器来预估未来一定时刻时垂直运动的位置和速度；通过甲板运动补偿器对预估得到的垂直运动位置和速度进行补偿，形成理想着舰点垂直运动位置补偿信号和速度补偿信号；将垂直运动位置补偿信号和垂直运动速度补偿信号分别送入到纵向自动着舰引导系统和舰载机的飞控系统。此种运动补偿方法可在着舰最后阶段对纵向甲板运动进行补偿，使舰载机能够实时准确地跟踪甲板运动，以此提高飞机着舰精度和安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于舰载机着舰引导和控制领域，特别涉及一种舰载机自动着舰最后阶段的纵向甲板运动补偿方法。
技术介绍
由于海浪等因素的影响，航空母舰在海上航行时会产生六个自由度的甲板运动，即包括沿三个坐标轴的直线运动纵荡、横荡、升沉(垂荡)和绕三个坐标轴的旋转运动俯仰(纵摇)、横滚(横摇)和偏航(艏摇)。甲板运动对舰载飞机着舰过程的影响可以分为纵向和侧向两个方面，其中纵向运动对着舰过程的影响主要体现在理想着舰点的高度变化上。理 想着舰点的垂直运动给着舰过程增加了难度，同时也严重威胁着舰载机着舰的安全性，是影响着舰安全和精度的一个重要因素。在舰载机着舰的最后阶段，当飞机实际高度与理想下滑轨迹的偏差上偏过大时，拦阻钩很容易挂空，飞机需要逃逸；当飞机实际高度与理想下滑轨迹的偏差下偏超过一定范围时，飞机则有撞舰危险。由于纵向自动着舰引导系统(ACLSllmg)在舰体运动特征频率内不可避免地存在较大的相位滞后，这就会造成舰载机跟踪不及时，带来较大的着舰误差，严重影响了舰载机的安全着舰。着舰的最后阶段，对舰载机采取合适的甲板运动补偿措施，可以使得舰载机实时准确跟踪甲板运动，实现安全着舰。本专利技术即是基于前述分析，提出一种甲板运动补偿方法。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供，其可在着舰最后阶段对甲板运动进行补偿，使舰载机能够实时准确地跟踪甲板运动，以此提高飞机着舰精度和安全性。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是，包括如下步骤(I)在着舰的最后阶段，舰上惯导设备不断测量获取甲板上理想着舰点的垂直运动位置和速度信息，并将这些信息储存到舰上计算机；(2)通过舰上计算机对理想着舰点的垂直运动位置和速度信号分别采用各自预估器来预估未来一定时刻时甲板上理想着舰点垂直运动的位置和速度；(3)通过舰上计算机上的甲板运动补偿器对步骤(2)预估得到的理想着舰点未来一定时刻的垂直运动位置和速度进行补偿，形成理想着舰点垂直运动位置补偿信号和速度补偿信号；(4)将理想着舰点垂直运动位置补偿信号送入到纵向自动着舰引导系统，将理想着舰点垂直运动速度补偿信号送入到舰载机的飞控系统。上述步骤(2)中，舰上计算机中对理想着舰点垂直运动位置和速度信号进行预估的预估器是基于AR模型设计的，AR模型的表达式如下式所示权利要求1.，其特征在于包括如下步骤 (1)在着舰的最后阶段，舰上惯导设备不断测量获取甲板上理想着舰点的垂直运动位置和速度信息，并将这些信息储存到舰上计算机； (2)通过舰上计算机对理想着舰点的垂直运动位置和速度信号分别采用各自预估器来预估未来一定时刻时甲板上理想着舰点垂直运动的位置和速度； (3)通过舰上计算机上的甲板运动补偿器对步骤(2)预估得到的理想着舰点未来一定时刻的垂直运动位置和速度进行补偿，形成理想着舰点垂直运动位置补偿信号和速度补偿信号; (4)将理想着舰点垂直运动位置补偿信号送入到纵向自动着舰引导系统，将理想着舰点垂直运动速度补偿信号送入到舰载机的飞控系统。2.如权利要求I所述的ー种舰载机着舰纵向甲板运动补偿方法，其特征在于所述步骤(2)中，舰上计算机中对理想着舰点垂直运动位置和速度信号进行预估的预估器是基于AR模型设计的，AR模型的表达式如下式所示3.如权利要求2所述的ー种舰载机着舰纵向甲板运动补偿方法，其特征在于所述AR模型的參数采用递推最小二乗法估计，而AR模型的阶数采用AIC准则确定，即当满足条件ACX另=min{d/C⑶丨吋，#即为AR模型的阶数。4.如权利要求I所述的ー种舰载机着舰纵向甲板运动补偿方法，其特征在于所述步骤(3)中，甲板运动补偿器的设计方法如下 令纵向自动着舰引导系统的闭环传递函数为GAas(s)，舰载机垂向速度通道传递函数为Grcs (s)，令所设计的理想着舰点垂直运动位置和速度的补偿器分别为Grac(s)和Gdmki (s)，则补偿器理论上需要在甲板运动特征频率内对纵向自动着舰引导系统和舰载机垂向速度通道进行补偿，使得 Gdmc(s)Gacls(s) I s = j ω , ω = O. 2rad/s~l. Orad/s I GdMCO (S) Gfcs (S) I S = j ω , ω = o. 2rad/s I. Orad/s 丄 其中，理想着舰点垂直运动位置补偿器和速度补偿器都采用以下超前网络形式 其中，为ー个超前滤波网络，6V为补偿滤波网络，K为补偿滤波器的增 益，τ为补偿滤波器的时间常数，ξ为补偿滤波器的阻尼，ω为补偿滤波器的自然频率，T1和T2为超前滤波器时间常数； Gdmc(S)和Gdmki(S)都采用所述超前网络形式，其參数设计步骤为.1)根据频率特性幅值要求20· IgIGdmc(s)GACLS(s) =0 或者 20 · IgIGdmco(s)Gfcs(s) |=0，确定补偿器Grac (s)或G_ (s)的增益K ； . 2)根据频率特性相位要求Gdmc(s)GAas(s)或者Gdmcq(s)Gfcs(s)在 GJs=O. 2^1. Orad/s 的频率范围内相位等于O，确定补偿器Gdmc(S)或Gdmcq(S)的超前滤波网络的參数T1和T2 ； .3)根据补偿后系统的输出信号在频率范围内具备一定的抑制高频噪声能力的要求确定补偿器Gdk (S)或Gdkq (S)中补偿滤波器的參数τ、ξ和ω。全文摘要本专利技术公开，步骤是在着舰的最后阶段，舰上惯导设备测量获取甲板上理想着舰点的垂直运动位置和速度信息，并将这些信息储存到舰上计算机；通过舰上计算机对理想着舰点的垂直运动位置和速度信号分别采用各自预估器来预估未来一定时刻时垂直运动的位置和速度；通过甲板运动补偿器对预估得到的垂直运动位置和速度进行补偿，形成理想着舰点垂直运动位置补偿信号和速度补偿信号；将垂直运动位置补偿信号和垂直运动速度补偿信号分别送入到纵向自动着舰引导系统和舰载机的飞控系统。此种运动补偿方法可在着舰最后阶段对纵向甲板运动进行补偿，使舰载机能够实时准确地跟踪甲板运动，以此提高飞机着舰精度和安全性。文档编号G05D1/10GK102854885SQ20121030535公开日2013年1月2日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日专利技术者周鑫, 彭荣鲲, 袁锁中, 江驹 申请人:南京航空航天大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种舰载机着舰纵向甲板运动补偿方法，其特征在于包括如下步骤：（1）在着舰的最后阶段，舰上惯导设备不断测量获取甲板上理想着舰点的垂直运动位置和速度信息，并将这些信息储存到舰上计算机；（2）通过舰上计算机对理想着舰点的垂直运动位置和速度信号分别采用各自预估器来预估未来一定时刻时甲板上理想着舰点垂直运动的位置和速度；（3）通过舰上计算机上的甲板运动补偿器对步骤（2）预估得到的理想着舰点未来一定时刻的垂直运动位置和速度进行补偿，形成理想着舰点垂直运动位置补偿信号和速度补偿信号；（4）将理想着舰点垂直运动位置补偿信号送入到纵向自动着舰引导系统，将理想着舰点垂直运动速度补偿信号送入到舰载机的飞控系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周鑫，彭荣鲲，袁锁中，江驹，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：