一种基于运动平台的纵向跑道运动预估及补偿方法

摘要

本发明是一种基于运动平台的纵向跑道运动预估及补偿方法，属于基于运动平台全自动着陆系统控制律设计技术领域。为保证飞机能够同步的跟踪理想着陆点，必须使着陆导引系统得到同步的补偿，本发明针对基于运动平台着陆阶段的最后阶段，综合考虑运动平台的航行运动和摇荡运动对飞机着陆的影响，进行运动跑道(理想着陆点)运动预估与补偿。纵向方面，将运动跑道纵向运动信号经过预估与补偿后引入纵向导引系统，以此改善系统的动态特性，抑制误差，提高飞机的跟踪精度。

主权项

一种基于运动平台的纵向跑道运动预估及补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：第一，运动平台扰动运动定义运动平台的运动包括两部分：一部分是它沿一定航向的航行，而且该航向与其斜角跑道中心线方向存在夹角另一部分是海浪扰动引起的运动平台摇荡运动，包括垂荡、纵荡和横荡三种平移，以及艏摇、纵摇和横摇三种转动；第二，纵向跑道运动预估及补偿器计算方法运动平台运动转化为飞机高度偏差；假设运动平台跑道运动的沉浮运动量为H_s，纵摇俯仰角为θ_s，横摇滚转角为φ_s，跑道运动的俯仰运动重心到期望着陆点的距离为X_F(常值)，跑道运动的滚转运动重心到期望着陆点的距离为Z_F(常值)，理想着陆点的垂直基准高度按照跑道高出海平面的距离为H₀，则跑道运动引起的高度变化量为：H_D＝H₀+Y_s+X_Fθ_s+Z_Fφ_s≈H₀+Y_s+X_Fθ_sACLS纵向基本控制结构加入跑道运动预估及补偿；跑道运动补偿指令H_DM传输给ACLS纵向引导控制律，并通过产生的控制指令使飞机在相位上与跑道垂直运动同步，实现对运动平台纵向运动的跟踪；纵向跑道运动补偿的核心是传递函数G_DMC(s)，G_DMC(s)包含一个相位超前网络，使H_DM超前于运动平台运动，以使在驾驶员根据H_DM进行了操纵后，飞机的运动能够与运动平台运动同步，在舰体运动特征频率范围(ω_s＝0.2～1.0rad/s)内，G_DMC(s)满足：$G_{\mathrm{DMC}}\left(s\right)G_{\mathrm{ACLS}}\left(s\right){|}_{{\omega }_s=0.2~1.0\mathrm{rad}/s}=1$其中G_ACLS(s)为不包括DMC的ACLS系统传递函数；跑道运动补偿器的一般形式：$G_{\mathrm{DMC}}\left(s\right)=K_{\mathrm{DMC}}\left[\frac{s+T_1}{s+T_2}\right]\left[\frac{\frac{s^2}{{\omega }_{\mathrm{DMC}}^2}+\frac{2{\xi }_{\mathrm{DMC}}}{{\omega }_{\mathrm{DMC}}}s+1}{{(s+{\tau }_{\mathrm{DMC}})}^3}\right].$