限，只有采取提前拉升弹道的手段，即通过设计常数h来实现此目标，从设计角度，kl选择与飞行器的升阻比成正比，即可较好的解决此问题。
[0043]设定过载保护停止阈值D2:
[0044]D2= k2NMax
[0045]式中k2为过载保护停止设计参数，取值范围为0.60?0.90 ;与前述情况相同，当飞行器平稳运行通过大过载区后，后续基本不会出现再次超限的情况，即可将倾侧角指令恢复到正常情况，此时选取设计参数kjP可实现此目标，而k2也可以选择与升阻比成正比的设计值。
[0046]设定过载保护倾侧角常量的最小值σ min_7] σ min= 1k 0
[0048]式中k。为过载保护倾侧角设计参数，取值范围为0.5?2.0 ;当飞行器使用小倾侧角飞行时，升力基本作用在沿当地竖直方向，会引起沿水平方向没有升力作用，从而影响飞行器的横向控制效果，因此，在过载保护中最小倾侧角不选择0，而是一个非零的小量，通常为5到20度。
[0049](4)判断飞行器的当前过载与步骤(3)设定的过载保护启动阈值D1的关系，若飞行器的当前过载大于设定的过载保护启动阈值D1，则过载保护功能启动，将过载保护倾侧角设置为过载保护倾侧角常量的最小值Omin，直至飞行器的当前过载小于步骤(3)设定的过载保护停止阈值仏后，停止过载保护，恢复步骤(2)的正常条件下再入倾侧角指令大小的计算功能，以避免由于长时间的过载保护引起飞行器的再入航程过长；若飞行器的当前过载小于等于设定的过载保护启动阈值D1，不启动过载保护功能；
[0050](5)设定过载保护功能激活阈值D3:
[0051]D3= k3NMax
[0052]式中k3为过载保护功能激活设计参数，取值范围为0.9?1.05 ;这里k 3的取值是考虑到预测的峰值过载与实际峰值过载之间失配所造成的偏差，即预测结果出现的最大过载值与实际情况往往存在偏差，该偏差与飞行器的阻力系数偏差及大气密度偏差相关。通过此项设计参数可以实现对偏差条件的适应。
[0053]在预测计算飞行器落点的过程中，记录预测最大过载DMaxPMd，当DMaxPMd大于D 3时，即认为当前过载存在较大的超限的风险，令FDrag为1，否则保持FDrag值不变。通过此项措施，可以保证在预测的最大过载超过设计极限时，自主引入过载保护逻辑。
[0054]对于某次峰值过载达到6.5g的仿真，在引入本发明所述的过载保护方法后，要执行如下的设计与判断。
[0055](I)判断飞行器进入二次再入段，继续执行步骤(2)的判断；
[0056](2)FDrag等于1，即过载保护功已被激活；
[0057](3)结合飞行器升阻比特性，设计
[0058]Nmm= 6.0
[0059]0.8
[0060]k2= 0.8
[0061]a min= 10
[0062](4)飞行过程中某时刻的导航轴向过载为4.9，此时可以判断出轴向过载大于D1,则启动过载保护，将倾侧角指令调整为10。
[0063]对于该次仿真，此后连续15秒的时间内，导航轴向过载均大于D2,则保持倾侧角为σ min，直到导航轴向过载均小于D2。
[0064](5)由于FDrag等于1，不需要执行本步判断。
[0065]上述过载保护逻辑的执行效果见图2，tup_ss含义为:过载保护逻辑启动时间；tdOTnc;MSS含义为:过载保护逻辑终止时间，通过本文方法，可以实现将最大轴向过载减小约20%的目标，效果明显。
[0066]本方法结合预测制导自身的特点，提出了一种简单的过载保护逻辑。该方法的原理是利用预测，获得过载是否超限的先验信息，如果存在超限的风险，则在过载超过某阈值后，即降低倾侧角，将弹道向上拉起，从而减小峰值轴向过载。通过仿真证明，这种方法可以适应不同任务航程需求，将峰值过载降低到允许范围内，同时保证开伞点精度满足指标要求。
[0067]本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
【主权项】
1.一种跳跃式再入飞行器过载保护方法，其特征在于包括如下步骤: (1)根据飞行器的器载计算机记录的阶段标志PhaseFlag，判断当前飞行器的飞行阶段；该状态标志PhaseFlag由飞行器的模式管理程序维护，状态标志PhaseFlag为非零正整数，在再入各阶段转段时逐次递增，若PhaseFlag不等于设定的非零正整数，则判断出飞行器的飞行阶段不是二次再入段，不执行过载保护的判断；若阶段标志PhaseFlag等于设定设定的非零正整数，则判断出飞行器的飞行阶段是二次再入段，继续执行步骤(2); (2)步骤(I)中所述过载保护方法是与正常再入制导指令计算相并行的功能性方法，该逻辑有效时，将屏蔽正常条件下再入倾侧角指令大小σ ■的计算功能，并取过载保护条件下的倾侧角指令大小σ.= σ min; 根据飞行器的器载计算机记录的过载保护逻辑激活标志FDrag，判断飞行器的过载保护功能是否激活，若FDrag等于O，则过载保护逻辑未被激活，不执行过载保护，并转入步骤(5)，若FDrag等于1，表示过载保护逻辑被激活，转步骤(3) (3)设定过载保护启动阈值D1 D1= k !NMax 式中NMax为飞行器设计要求的最大过载指标，k i为过载保护启动设计参数； 设定过载保护停止阈值D2:D2= k2NMax 式中k2为过载保护停止设计参数； 设定过载保护倾侧角常量的最小值Omin σ min= 1k 0 式中k。为过载保护倾侧角设计参数； (4)判断飞行器的当前过载与步骤(3)设定的过载保护启动阈值D1的关系，若飞行器的当前过载大于设定的过载保护启动阈值D1,则过载保护功能启动，将过载保护倾侧角设置为过载保护倾侧角常量的最小值Omin，直至飞行器的当前过载小于步骤(3)设定的过载保护停止阈值仏后，停止过载保护，恢复步骤(2)的正常条件下再入倾侧角指令大小的计算功能，以避免由于长时间的过载保护引起飞行器的再入航程过长；若飞行器的当前过载小于等于设定的过载保护启动阈值DI，不启动过载保护功能； (5)设定过载保护功能激活阈值D3:D3= k3NMax 式中匕为过载保护功能激活设计参数； 在预测计算飞行器落点的过程中，记录预测最大过载DMaxPMd，当DMaxPMd大于D 3时，即认为当前过载存在较大的超限的风险，令FDrag为1，否则保持FDrag值不变。
2.根据权利要求1所述的一种跳跃式再入飞行器过载保护方法，其特征在于:所述设计参数K的取值范围为0.50?0.85。
3.根据权利要求1所述的一种跳跃式再入飞行器过载保护方法，其特征在于:所述设计参数k2的取值范围为0.60?0.90。
4.根据权利要求1所述的一种跳跃式再入飞行器过载保护方法，其特征在于:所述设计参数k3的取值范围为0.9?1.05。
5.根据权利要求1所述的一种跳跃式再入飞行器过载保护方法，其特征在于:所述设计参数k。的取值范围为0.5?2.0o
【专利摘要】本发明公开了一种跳跃式再入飞行器过载保护方法：(1)根据器载计算机记录的阶段标志(PhaseFlag)判断当前飞行阶段，如果是二次再入段则执行后续过载保护功能，否则结束；(2)判断过载保护功能是否激活，如果已激活，则执行后续判断，否则转步骤(5)；(3)根据过载保护启动阈值D1，判断过载保护是否开始，并执行相应的保护功能；(4)根据过载保护终止阈值D2，判断过载保护是否终止，并终止相应的保护功能；(5)根据过载保护功能激活阈值D3，判断是否星上自主激活过载保护功能。利用本发明设计的二次再入段过载保护方法，通过设计合理的保护阈值，可以有效地将再入飞行器的最大轴向过载抑制到允许的范围内。
【IPC分类】B64G1-24
【公开号】CN104554824
【申请号】CN201410789594
【发明人】王勇, 张钊, 杨鸣, 董文强, 张维瑾, 魏高乐, 杨俊春, 乔德治, 黎藜
【申请人】北京控制工程研究所
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月18日