一种角速率测量方法

摘要

本发明属于航空器飞行控制设计领域，具体涉及一种角速率信号的获取方法。该方法通过在硬式空中加油装置杆体上安装角速率敏感元件，来获得万向节处的滚转和俯仰角速率信号。通过该方法的应用，能够克服传统万向节处角速率测量方法的精度差、信号噪声大等缺点和不足。该方法不仅能够在航空器硬式空中加油技术领域应用，同时还能够在类似运动形式的机构控制（例如火炮控制）中应用，以提供准确的转轴处的角速率信号。

主权项

一种角速率测量方法，其特征是，本方法通过在硬式空中加油装置杆体上安装角速率敏感元件，直接测得硬式空中加油装置在杆体坐标系下的三轴角速率信号[p_b  q_b  r_b]。再经过下式计算得到万向节体坐标系的俯仰轴和滚转轴的角速率：$\left[\begin{array}{c}{p}_g\\ q_g\end{array}\right]=X_{b-g}\left[\begin{array}{c}{p}_b\\ q_b\\ r_b\end{array}\right]$$X_{b-g}=\left[\begin{array}{ccc}\cos \theta \cos \psi & \sin \theta \cos \psi \sin \phi -\sin \psi \cos \phi & \sin \theta \cos \psi \cos \phi +\sin \psi \sin \phi \\ \cos \theta \sin \psi & \sin \theta \sin \psi \sin \phi +\cos \psi \cos \phi & \sin \theta \sin \psi \cos \phi -\cos \psi \sin \phi \\ -\sin \theta & \cos \theta \sin \phi & \cos \theta \cos \phi \end{array}\right]$其中：θ为万向节处的俯仰角，φ为万向节处的滚转角；p_b为杆体坐标系下角速率敏感元件测得的o_bx_b方向的角速率；q_b为杆体坐标系下角速率敏感元件测得的o_by_b方向的角速率；r_b为杆体坐标系下角速率敏感元件测得的o_bz_b方向的角速率；p_g为杆体坐标系下角速率敏感元件测得的o_gx_g方向的角速率；q_g为杆体坐标系下角速率敏感元件测得的o_gy_g方向的角速率；$\psi =a\tan \left(\frac{L\sin \theta \sin \phi }{L\cos \theta }\right)=a\tan \left(\tan \theta \sin \phi \right);$L为硬式空中加油装置杆体上安装的角速率敏感元件的安装位置与万向节直接的距离。