一种基于视加速度测量的主动段程序自适应纵向制导方法
【专利摘要】一种基于视加速度测量的主动段程序自适应纵向制导方法，根据轴向视速度增量累加和自动适应标准程序角，确保在较大的动力偏差下仍能以较高的精度按程序轨迹飞行。轴向视速度增量累加和-俯仰程序角数据表，以诸元形式装订，运载器仅依靠视加速度测量量即可生成程序指令，无需其他输入条件及复杂运算；制导指令根据实际动力水平自适应变化，无需辅助导引，从而避免了导引量分配的矛盾。在实际使用中对输入输出量均采取可靠性措施确保此发明工程应用可行。
【专利说明】一种基于视加速度测量的主动段程序自适应纵向制导方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制导方法，特别涉及一种主动段程序飞行自适应纵向制导方法。【背景技术】
[0002]运载器飞行的特点是垂直起飞，然后按照预先计算好的飞行程序转弯飞行，制导指令通常以随时间变化的俯仰程序角序列形式给出，为便于使用，制导参数即为以时间为自变量的俯仰程序角插值表或者以时间为自变量的俯仰程序角多项式拟合系数表。箭上飞行软件基于飞行计时进行线性插值计算或多项式计算，即可实时发出制导程序指令。该方法不依靠测量设备，计算简便、可靠。如果飞行条件诸如大气状态、发动机特性、箭体结构等等都符合理想情况，则运载器在程序控制信号的作用下，将完全按照理论计算的轨迹飞行。但实际上，有许多干扰因素使飞行条件显著偏离理想情况，如发动机的秒耗量偏差、比冲偏差、起飞质量偏差、推力偏斜和横移、风等。即使运载器严格按照预定程序飞行，以上这些干扰因素都将干扰作用于运载器的力和力矩，使其飞行偏离预定轨迹。为使得运载器在纵平面内相对预定轨迹偏离在容许的范围内，还需进行法向导引。为保证飞行中的姿态稳定和姿态跟踪精度，须对导引作出限制。
[0003]当存在严重的干扰，特别是较大的动力偏差时，制导系统设计就面临以下矛盾:一方面，为保证纵平面内飞行轨迹的跟踪精度，要增强导引；另一方面，为实现按照预定飞行轨迹的稳定飞行，要限制导引量的大小。
【发明内容】
[0004]本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供了一种基于视加速度测量的主动段程序自适应纵向制导方法，解决了在主动段动力偏差较大的情况下，按照预定轨迹飞行的问题，干扰的适应性更强，无需导引辅助，即可实现纵向制导。
[0005]本发明的技术方案是:一种基于视加速度测量的主动段程序自适应纵向制导方法，其特征在于步骤如下:
[0006]I)基于视加速度理论参数生成标准程序序列；
[0007]11)选取运载器轴向作为视加速度测量轴；
[0008]12)将预设的时间-俯仰程序角序列代入运载器动力学模型，获得运载器的标称轨迹；根据标称轨迹，获取运载器主动段的轴向视速度增量累加和、俯仰程序角；
[0009]13)将轴向视速度增量累加和-俯仰程序角作图，根据控制精度阈值选取数表间隔，并建立轴向视速度增量累加和-俯仰程序角数表，作为标准程序序列；
[0010]14)在运载器发射准备阶段，将轴向视速度增量累加和-俯仰程序角数表以诸元形式装订；
[0011]2)根据测量得到的视加速度测量量，基于标准程序序列进行自适应制导；
[0012]21)对视加速度测量量进行合理性判别并剔除野值后，获得轴向视速度增量累加和；[0013]22)运载器飞行过程中，利用步骤21)获得的轴向视速度增量累加和，对轴向视速度增量累加和-俯仰程序角数据表进行线性插值获得俯仰程序角；
[0014]23)根据预设的程序角变化率幅值对步骤22)获得的俯仰程序角进行合理性判别，并以判别后的俯仰程序角指令控制运载器按预定轨迹飞行。
[0015]步骤13)中根据控制精度阈值还可选取分段拟合参数，并建立拟合参数表。
[0016]步骤21)对视加速度测量量进行合理性判别，剔除野值后获得轴向视速度增量累加和的具体方法为:
[0017]211)对轴向视速度增量AWxl进行合理性判别，获得判别后的轴向视速度增量Δ,1-1.[0018]
【权利要求】
1.一种基于视加速度测量的主动段程序自适应纵向制导方法，其特征在于步骤如下: 1)基于视加速度理论参数生成标准程序序列； 11)选取运载器轴向作为视加速度测量轴； 12)将预设的时间-俯仰程序角序列代入运载器动力学模型，获得运载器的标称轨迹；根据标称轨迹，获取运载器主动段的轴向视速度增量累加和、俯仰程序角； 13)将轴向视速度增量累加和-俯仰程序角作图，根据控制精度阈值选取数表间隔，并建立轴向视速度增量累加和-俯仰程序角数表，作为标准程序序列； 14)在运载器发射准备阶段，将轴向视速度增量累加和-俯仰程序角数表以诸元形式装订； 2)根据测量得到的视加速度测量量，基于标准程序序列进行自适应制导； 21)对视加速度测量量进行合理性判别并剔除野值后，获得轴向视速度增量累加和； 22)运载器飞行过程中，利用步骤21)获得的轴向视速度增量累加和，对轴向视速度增量累加和-俯仰程序角数据表进行线性插值获得俯仰程序角； 23)根据预设的程序角变化率幅值对步骤22)获得的俯仰程序角进行合理性判别，并以判别后的俯仰程序角指令控制运载器按预定轨迹飞行。
2.根据权利要求1所述的一种基于视加速度测量的主动段程序自适应纵向制导方法，其特征在于:步骤13)中根据控制精度阈值还可选取分段拟合参数，并建立拟合参数表。
3.根据权利要求1所述的一种基于视加速度测量的主动段程序自适应纵向制导方法，其特征在于:步骤21)对视加速度测量量进行合理性判别，剔除野值后获得轴向视速度增量累加和的具体方法为: 211)对轴向视速度增量AWxl进行合理性判别，获得判别后的轴向视速度增量ΔWX1
4.根据权利要求1所述的一种基于视加速度测量的主动段程序自适应纵向制导方法，其特征在于:步骤23)中对步骤22)获得的俯仰程序角进行合理性判别的具体方法为: 231)获得俯仰程序角增量限幅值ΔφCXMAX:
【文档编号】G05D1/08GK103592946SQ201310503680
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】刘毅, 包一鸣, 周峰 申请人:北京航天自动控制研究所, 中国运载火箭技术研究院