多管发射系统安全性控制方法
【专利摘要】本发明所设计的多管发射系统安全性控制方法，包括如下步骤：判断当前有无发射活动，如无，则多管发射系统的总控制器随机选管，并将管号、发射指令给发射控制器；如有，则多管发射系统的总控制器计算发射管与各可选管之间的距离，并将距离由大到小排序；判断发射管与各可选管之间的干扰特性，根据干扰特性的情况，对各可选管属性赋值，多管发射系统的总控制器按一定的选管策略，确定最优发射管号；多管发射系统的总控制器按干扰特性的不同，确定所选管号的发射令时间，并将最优发射管号、发射令时间数据给发射控制器。本发明既能最大限度地提高系统发射速率、又能自动适应于各类发射物。
【专利说明】
多管发射系统安全性控制方法
技术领域
[0001] 本发明设及发射安全性控制技术领域，具体地指一种多管发射系统安全性控制方 法。 技术背景
[0002] 多管发射系统是多个发射管集束在一起，各发射管可独立发射的系统。其安全性 控制主要是考虑在保证一定发射速率的情况下，各发射物在出管时、出管后相互间不会产 生干扰而危及系统安全。
[0003] 目前针对运类系统采用的安全性控制方法主要是"固定时间间隔法"。即在充分考 虑系统安全的条件下，综合各发射物的出管特性，规定某一固定的发射时间间隔作为约束， 使得各发射物之间安全、无干设。
[0004] 该方法的不足是:为保证系统安全时间间隔通常取得较宽裕，必然会牺牲系统的 发射速率，如国内某多管发射系统发射速率低于国外水平；同时，"发射物已知"是得到固定 时间的必要条件，当更改或新增发射物种类时，先前设定的时间间隔将不再适用，需根据更 改或新增发射物的出管特性重新设定时间间隔，故该方法的扩展性、适应性较差。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是要提供一种多管发射系统安全性控制方法，该方法既能最大限 度地提高系统发射速率、又能自动适应于各类发射物。
[0006] 为实现此目的，本发明所设计的一种多管发射系统安全性控制方法，它包括如下 步骤：
[0007] 步骤1:多管发射系统的状态监测模块判断多管发射系统当前有无发射活动;如果 无发射活动，则多管发射系统的选管模块随机选管，并将对应的管号和发射指令传输给多 管发射系统的发射控制器;如果有发射活动，则多管发射系统的总控制器计算当前发射管i 与其余n个可选发射管（1，…，n)之间的距离（111,…，Iin)，并将该距离由大到小排序
[000引步骤2:多管发射系统的总控制器判断当前发射管i与n个可选发射管之间的干扰 特性；
[0009] 所述干扰特性包括相邻干扰、飞行干扰两类，相邻干扰为相邻管均有发射活动时 导致的相互干扰，其判断直接由发射管的相对位置决定；飞行干扰是指发射物出管后飞行 方向上的交叉导致的相互干扰；
[0010] 令可选发射管属性为a,如无干扰则可选发射管属性a = 0,即没有相邻干扰和飞行 干扰;如有干扰则可选发射管属性a = 1，即有相邻干扰或飞行干扰；
[0011] 步骤3:按步骤1得到的距离大小排序，多管发射系统的总控制器从前往后选择第1 个管属性a = 0的管号，即为当前发射管i发射后的最优发射管号，如所有距离排序中都无 a =0的管号，则选第1个a = l的管号，作为当前发射管i发射后的发射管号；
[0012] 步骤4:多管发射系统的总控制器将步骤3所选管号的发射令时间按变时间间隔法 确定，方法如下：
[0013] 发射物发射时序分为4个节点：ti时刻接到发射令，t2时刻动作，t3时刻离管，t4时 亥Ij转向，设当前发射物发射时序为tip，t2p，…山P，下一个发射物发射时序为tic，t2c，…，t4c， 则发射令间隔时间tsp可定义为：
[0014] tsp = tic；-tip (2)
[0015] 发射令间隔时间的确定可分为W下4种情况：
[0016] 1)如下一个发射物与当前发射物无干扰，可选发射管属性a = 0,则下一个发射物 动作要在当前发射物离管后，即发射令间隔时间tsp:
[0017] tsp^ (t3p-tlp)-(t2c-tlc) (3)
[0018] 2)如下一个发射物与当前发射物有相邻干扰，可选发射管属性a=l，则下一个发 射物动作要在当前发射物转向后，即发射令间隔时间tsp :
[0019] tsp^ (t4p-tlp)-(t2c-tlc) (4)
[0020] 3)如下一个发射物与当前发射物有飞行干扰，可选发射管属性a=l，则下一个发 射物动作要在当前发射物转向且过预定交叉点W后，设当前发射物从转向到过预定交叉点 所需时间为A tpj，则发射令间隔时间tsp:
[0021] tsp> (t4p-tlp)-(t2c_tlc)+A tpj (5)
[0022] 4)如下一个发射物与当前发射物既有相邻干扰，又有飞行干扰，可选发射管属性a =1，则发射令间隔时间取公式(4)和公式(5)的最大值来计算。
[0023] 本发明的有益效果为：
[0024] 1、本发明的核屯、是每次选择最优发射管号，其发射时间间隔最短。仿真验证表明， 采用本发明后系统发射速率约为之前的3.4倍，超过国外水平。
[0025] 2、本发明方法自动适应于任意多管系统，更改或新增发射物都可应用。
[0026] 3、本发明采用变时间间隔法，最大程度地利用了发射物的时间特性，从而提高了 发射系统的发射速率。
【附图说明】
[0027] 图1为本发明方法流程图；
[00%]图2为飞行干扰判断示意图；
[0029] 图3为发射令间隔示意图。
【具体实施方式】
[0030] W下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
[0031] -种多管发射系统安全性控制方法，该方法为，状态监测模块判断当前有无发射 活动，如无，则多管发射系统的总控制器随机选管，并将管号、发射指令给发射控制器;如 有，则多管发射系统的总控制器计算发射管与各可选管之间的距离，并将距离由大到小排 序；多管发射系统的总控制器判断发射管与各可选管之间的干扰特性，根据干扰特性的情 况，对各可选管属性赋值，多管发射系统的总控制器按一定的选管策略，确定最优发射管 号;多管发射系统的总控制器按干扰特性的不同，确定所选管号的发射令时间，并将最优发 射管号、发射令时间数据给发射控制器。
[0032] 上述方法的具体步骤，如图1所示为：
[0033] 步骤1:多管发射系统的状态监测模块判断多管发射系统当前有无发射活动;如果 无发射活动，则多管发射系统的选管模块随机选管，并将对应的管号和发射指令传输给多 管发射系统的发射控制器;如果有发射活动，则多管发射系统的总控制器计算当前发射管i 与其余n个可选发射管（1，…，n)之间的距离（111,…，Iin)，并将该距离由大到小排序1冷12
[0034] 步骤2:多管发射系统的总控制器判断当前发射管i与n个可选发射管之间的干扰 特性；
[0035] 所述干扰特性包括相邻干扰、飞行干扰两类，相邻干扰为相邻管均有发射活动时 导致的相互干扰，其判断直接由发射管的相对位置决定；飞行干扰是指发射物出管后飞行 方向上的交叉导致的相互干扰；
[0036] 令可选发射管属性为a,如无干扰则可选发射管属性a = 0,即没有相邻干扰和飞行 干扰;如有干扰则可选发射管属性a = 1，即有相邻干扰或飞行干扰；
[0037] 步骤3:按步骤1得到的距离大小排序，多管发射系统的总控制器从前往后选择第1 个管属性a = 0的管号，即为当前发射管i发射后的最优发射管号，如所有距离排序中都无 a =0的管号，则选第1个a = l的管号，作为当前发射管i发射后的发射管号；
[0038] 步骤4:多管发射系统的总控制器将步骤3所选管号的发射令时间按变时间间隔法 确定，方法如下：
[0039] 发射物发射时序分为4个节点：ti时刻接到发射令，t2时刻动作，t3时刻离管，t4时 亥Ij转向，设当前发射物发射时序为tip，t2p，…山P，下一个发射物发射时序为tic，t2c，…，t4c， 则发射令间隔时间tsp可定义为：
[0040] tsp = tic；-tip (2)
[0041 ]发射令间隔时间的确定可分为W下4种情况：
[0042] 1)如下一个发射物与当前发射物无干扰，可选发射管属性a = 0,则下一个发射物 动作要在当前发射物离管后，即发射令间隔时间tsp:
[0043] tsp> (t3p-tlp)-(t2c_tlc) (3)
[0044] 2)如下一个发射物与当前发射物有相邻干扰，可选发射管属性a=l，则下一个发 射物动作要在当前发射物转向后，即发射令间隔时间tsp :
[0045] tsp> (t4p-tlp)-(t2c_tlc) (4)
[0046] 3)如下一个发射物与当前发射物有飞行干扰，可选发射管属性a=l，则下一个发 射物动作要在当前发射物转向且过预定交叉点W后，设当前发射物从转向到过预定交叉点 所需时间为A tpj，则发射令间隔时间tsp:
[0047] tsp> (t4p-tip)-(t2c_tic)+A tpj (5)
[0048] 4)如下一个发射物与当前发射物既有相邻干扰，又有飞行干扰，可选发射管属性a =1，则发射令间隔时间取公式(4)和公式(5)的最大值来计算。
[0049] 上述发射令间隔时间tsp为正值或负值，当发射令间隔时间tsp为正值时，代表当前 发射物先离管的情况下，下一个发射物后接受发射令;当发射令间隔时间tsp为负时，代表当 前发射物先离管的情况下，下一个发射物先接受发射令但后离管。
[0050] 上述技术方案的步骤2中，多管发射系统的总控制器判断当前发射管i与n个可选 发射管之间存在飞行干扰的判断方法为：
[0051] 将多管发射系统的管口平面坐标系定为0XY，其中，Y轴为多管发射系统的管口平 面中屯、线，多管发射系统的管口平面中屯、线的起点为0点，过0点垂直多管发射系统的管口 平面中屯、线的方向为X轴；
[0052] 设有当前发射管i的坐标为CiUi,yi)，n个可选发射管中的任意一个的坐标为Cj (xj，yj)，W上两个发射管中，离Y轴近的发射管号记为1号管，离Y轴远的发射管记为2号管， 可通过发射管位置参数判断如下：
[005；3 ] 女日y i〉yj，卯Jyi = yi，Xi = Xl ; yJ = 72，Xj = X2 ;
[0化4] 如yi<yj，则yj=yi，Xj=Xl;yi = y2，Xi = X2;
[0化5]如 yi = yj，进一步比较 xi，xj，如xi〉xj，则yi = yl，xi = xl;yj = y2，Xj = X2;如Xi<Xj，则yj = yi^Xj = xi；yi = y2,Xi = X2；
[0056]将1号管和2号管连成一条直线，W指向1号管的方向为正方向建立Y'轴，贝化与Y' 轴之间的夹角a:
[0化7] (1 )
[0058] 若1号管和2号管内的发射物分别向mi、m2方向发射，贝化〇1、0〇2是1号管和2号管内的 发射物对应的发射方位角，即Y轴顺时针旋转到发射物飞行方向mi、m2的角度，0日1，0日2￡[0， 360。];
[0059] 令01 = 0〇广日，02 = 0〇广a，0i，02G [0,360° ]，上述01为Y'轴顺时针旋转菌J发射物飞行 方向nil的角度，&为Y'轴顺时针旋转到发射物飞行方向m2的角度；
[0060] 当0i，02G [0,180° ]时，飞行方向mi、m2位于Y'轴的右侦1|，若01〉02,则两发射物存在 飞行干扰；
[0061 ]当&，阮G [ 180°，360° ]时，飞行方向mi、m2位于Y'轴的左侧，若&<&，则两发射物存 在飞行干扰。
[0062] 其它任意情况下，两发射物都不存在飞行干扰。
[0063] 如图2所示，当1号管和2号管内的发射物分别向图中的mi、m2方向飞行时，相互间存 在干扰;当1号管和2号管内的发射物分别向图中的m3、m4方向飞行时，相互间不存在干扰。
[0064] 上述技术方案的步骤2中，多管发射系统的总控制器判断当前发射管i与n个可选 发射管之间存在相邻干扰的判断标准为，如果当前发射管i与下一个发射管为相邻发射管， 则存在相邻干扰，否则不存在相邻干扰。
[0065] 本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1. 一种多管发射系统安全性控制方法，其特征在于，它包括如下步骤： 步骤1:多管发射系统的状态监测模块判断多管发射系统当前有无发射活动;如果无发 射活动，则多管发射系统的选管模块随机选管，并将对应的管号和发射指令传输给多管发 射系统的发射控制器;如果有发射活动，则多管发射系统的总控制器计算当前发射管i与其 余η个可选发射管（1，···，!〇之间的距离（lu，…，I in)，并将该距离由大到小排序I1^l2彡… ^ln; 步骤2:多管发射系统的总控制器判断当前发射管i与η个可选发射管之间的干扰特性； 所述干扰特性包括相邻干扰、飞行干扰两类，相邻干扰为相邻管均有发射活动时导致 的相互干扰，其判断直接由发射管的相对位置决定；飞行干扰是指发射物出管后飞行方向 上的交叉导致的相互干扰； 令可选发射管属性为a，如无干扰则可选发射管属性a = 0,即没有相邻干扰和飞行干 扰;如有干扰则可选发射管属性a = 1，即有相邻干扰或飞行干扰； 步骤3:按步骤1得到的距离大小排序，多管发射系统的总控制器从前往后选择第1个管 属性a = 0的管号，即为当前发射管i发射后的最优发射管号，如所有距离排序中都无 a = 0的 管号，则选第1个a = l的管号，作为当前发射管i发射后的发射管号； 步骤4:多管发射系统的总控制器将步骤3所选管号的发射令时间按变时间间隔法确 定，方法如下： 发射物发射时序分为4个节点时刻接到发射令，t2时刻动作，t3时刻离管，t4时刻转 向，设当前发射物发射时序为tip，t2p，…，t4p，下一个发射物发射时序为tl。，t2。，…，t4。，则发 射令间隔时间〖@可定义为：(2) 发射令间隔时间的确定可分为以下4种情况： 1) 如下一个发射物与当前发射物无干扰，可选发射管属性a = O，则下一个发射物动作 要在当前发射物离管后，即发射令间隔时间tsp:(3) 2) 如下一个发射物与当前发射物有相邻干扰，可选发射管属性a=l，则下一个发射物 动作要在当前发射物转向后，即发射令间隔时间t sp:(4) 3) 如下一个发射物与当前发射物有飞行干扰，可选发射管属性a=l，则下一个发射物 动作要在当前发射物转向且过预定交叉点以后，设当前发射物从转向到过预定交叉点所需 时间为Δ tPj，则发射令间隔时间tsp:(5) 4) 如下一个发射物与当前发射物既有相邻干扰，又有飞行干扰，可选发射管属性a= 1， 则发射令间隔时间取公式(4)和公式(5)的最大值来计算。2. 根据权利要求1所述的多管发射系统安全性控制方法，其特征在于:上述发射令间隔 时间tsp为正值或负值，当发射令间隔时间t sp*正值时，代表当前发射物先离管的情况下， 下一个发射物后接受发射令；当发射令间隔时间tsp为负时，代表当前发射物先离管的情况 下，下一个发射物先接受发射令但后离管。3. 根据权利要求1所述的多管发射系统安全性控制方法，其特征在于:所述步骤2中，多 管发射系统的总控制器判断当前发射管i与η个可选发射管之间存在飞行干扰的判断方法 为： 将多管发射系统的管口平面坐标系定为οχγ，其中，Y轴为多管发射系统的管口平面中 心线，多管发射系统的管口平面中心线的起点为O点，过O点垂直多管发射系统的管口平面 中心线的方向为X轴； 设有当前发射管i的坐标为(^(^，71)，11个可选发射管中的任意一个的坐标为(^(&， yj)，以上两个发射管中，离Y轴近的发射管号记为1号管，离Y轴远的发射管记为2号管，可通 过发射管位置参数判断如下：如 yi = yj，进一步比较 xi，xj，如 xi>xj，则 yi = yi，xi = xi;yj = y2，xj = x2dnxi〈xjjijyj = yi,xj = xi；yi = y2,xi = x2； 将1号管和2号管连成一条直线，以指向1号管的方向为正方向建立Y'轴，则Y与Y'轴之 间的赛#α，(1) 若1号管和2号管内的发射物分别向1111、1]12方向发射，贝旭()1、0()2是1号管和2号管内的发射 物对应的发射方位角，即Y轴顺时针旋转到发射物飞行方向m、m2的角度，β(η，e [ 〇， 360°I:上述扮为￥ '轴顺时针旋转到发射物飞行方向 nu的角度，&为Y '轴顺时针旋转到发射物飞行方向m2的角度； 当P1，β2e [〇，180° ]时，飞行方向m、m2位于Y'轴的右侧，若，则两发射物存在飞行 干扰； 当仇，β2 e [ 180°，360° ]时，飞行方向m、m2位于Y'轴的左侧，若βΚβ2，则两发射物存在飞 行干扰； 其它任意情况下，两发射物都不存在飞行干扰。4.根据权利要求1所述的多管发射系统安全性控制方法，其特征在于:所述步骤2中，多 管发射系统的总控制器判断当前发射管i与η个可选发射管之间存在相邻干扰的判断标准 为，如果当前发射管i与下一个发射管为相邻发射管，则存在相邻干扰，否则不存在相邻干 扰。
【文档编号】G05B19/04GK106019989SQ201610305173
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】刘方, 梁伟阁, 姜志博
【申请人】中国人民解放军海军工程大学