一种基于冲量相等原理的脉冲发动机点火控制方法

摘要

本发明是一种基于冲量相等原理的脉冲发动机点火控制方法，涉及超低空快速反应拦截导弹的控制技术。该方法包括：对控制器输出的连续直接力控制指令进行积分，得到从前一个发动机点火时刻到决策时刻的控制指令的冲量形式；根据需点火的脉冲发动机产生的冲量应与连续直接力控制指令的积分冲量相等的原理，对连续的控制力指令进行离散，得到需要点火的脉冲发动机的个数和点火角度；根据点火角度和需要点火的脉冲发动机的个数，寻找离点火角度最近的脉冲发动机进行点火，对导弹进行脉冲直接力控制。该方法为低成本快速反应的超低空拦截导弹的研制提供了重要的控制系统设计方法和实施途径。对于我国精确制导武器的研制将产生深远的影响。

主权项

一种基于冲量相等原理的脉冲发动机点火控制方法，其特征在于包括以下步骤：1)按照导弹制导回路的导引方法，得到导引误差，将导引误差馈送给控制器，控制器的输出就是应加在导弹质心处的法向连续直接控制力指令；2)对连续直接控制力指令进行积分，得到从前一个发动机点火时刻到决策时刻的直接控制力指令的冲量形式，连续的直接控制力指令F_con(t)，在一段时间(t‑t_i)内形成的冲量为3)根据需点火的脉冲发动机产生的冲量应与连续直接控制力指令的冲量相等的原理，对连续的直接控制力指令进行离散，得到需要点火的脉冲发动机的个数，它的具体计算方法如下：若连续的直接控制力指令的冲量达到单个脉冲发动机在工作时间内产生的冲量F_imp×t_d，则选出合适的一个脉冲发动机，进行点火，其中F_imp为单个脉冲发动机所产生的力；一般来说，每个脉冲发动机的工作时间是一定的，即t_d为定值；如果由于误差很大，连续的直接控制力指令F_con(t)在很短的时间内所形成的冲量很大，则可能决策出需要几个脉冲发动机顺次进行点火，以在很短的时间内产生与之匹配的冲量，则在t时刻需要点火的发动机的个数n为：$n=\frac{{\int }_{t_i}^t{F}_{con}\left(t\right)dt}{F_{imp}\times t_d}$式中t_i为最近一次的脉冲发动机开始点火的时刻，F_imp为单个脉冲发动机所能产生的控制力；4)根据俯仰和偏航方向的直接控制力指令的积分冲量，确定脉冲发动机的点火角度，脉冲发动机的点火角度按下式计算：pb pnum="1" />I_yc(t)，I_zc(t)分别为俯仰和偏航方向的直接控制力指令的积分冲量，为脉冲发动机的提前工作角；5)根据点火角度和需要点火的脉冲发动机的个数，寻找离点火角度最近的脉冲发动机，当该发动机到达点火角度时，点火，对导弹进行脉冲直接力控制。pb pnum="2" />