发明名称 一种运载火箭的导引控制方法
摘要 本发明涉及一种运载火箭的导引控制方法,特征在于:将标准速度模值ν、及标准速度模值ν对应的导引常系数K<sub>uφ</sub>(ν)、K<sub>uφ</sub>(ν)、导引放大系数K<sub>d</sub><sup>φ</sup>、K<sub>d</sub><sup>ψ</sup>等标准数值进行装订;通过两点线性插值计算当前点的导引常系数K′<sub>uφ</sub>(v)与K′<sub>uψ</sub>′(v);计算当前点的导引权函数I(t);进一步计算当前点的制导计算导引量U<sub>φ</sub>(v)与U<sub>ψ</sub>(v),并对U<sub>φ</sub>(v)与U<sub>ψ</sub>(v)进行限幅后输出给姿控系统,本发明技术方案通过直接采用火箭速度(或视速度)替换现有通用的以飞行时间作为自变量进行导引控制,使导引计算过程不再受到各级关机、分离以及入轨时间偏差的影响,提高导引的准确性。
申请公布号 CN101672606A 申请公布日期 2010.03.17
申请号 CN200910093789.9 申请日期 2009.09.30
申请人 北京航天自动控制研究所 发明人 吕新广;巩庆海;李伶;李新明;肖利红;宋征宇;冯昊;禹春梅;刘茜筠;曹洁
分类号 F42B15/01(2006.01)I 主分类号 F42B15/01(2006.01)I
代理机构 中国航天科技专利中心 代理人 范晓毅
主权项 1、一种运载火箭的导引控制方法,其特征在于包括如下步骤:(1)将运载火箭的标准速度模值v、标准速度模值v对应的法向导引常系数<img file="A2009100937890002C1.GIF" wi="126" he="67" />与横向导引常系数<img file="A2009100937890002C2.GIF" wi="156" he="66" />法向导引放大系数<img file="A2009100937890002C3.GIF" wi="76" he="52" />与横向导引放大系数K<sub>d</sub><sup>ψ</sup>、法向导引变系数<img file="A2009100937890002C4.GIF" wi="60" he="57" />与横向导引变系数<img file="A2009100937890002C5.GIF" wi="90" he="58" />导引限幅值U<sub>L</sub>、起导时间t<sub>qd</sub>、爬坡时间Δt<sub>qd</sub>、止导时间t<sub>zd</sub>和下坡时间Δt<sub>zd</sub>进行装订;(2)根据公式<img file="A2009100937890002C6.GIF" wi="375" he="81" />计算当前点的速度模值v,并以v为自变量,通过两点线性插值计算当前点的法向导引常系数<img file="A2009100937890002C7.GIF" wi="118" he="66" />与横向导引常系数K′<sub>uψ</sub>(v);其中v<sub>x</sub>,v<sub>y</sub>,v<sub>z</sub>分别为导航坐标系下当前点的三个方向的速度,x,y,z分别为为导航坐标系下当前点的三个方向的位置;(3)计算当前点的导引权函数I(t);(4)根据步骤(2)与步骤(3)的计算结果,计算当前点的法向制导计算导引量<img file="A2009100937890002C8.GIF" wi="117" he="56" />与横向制导计算导引量U<sub>ψ</sub>(v),公式如下:<img file="A2009100937890002C9.GIF" wi="806" he="169" /><maths num="0001"><![CDATA[<math><mrow><msub><mi>U</mi><mi>&psi;</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>v</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>&CenterDot;</mo><msubsup><mi>K</mi><mi>d</mi><mi>&psi;</mi></msubsup><mo>&CenterDot;</mo><mo>[</mo><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mn>6</mn></munderover><msubsup><mi>k</mi><mi>j</mi><mi>&psi;</mi></msubsup><mo>&CenterDot;</mo><msub><mi>&xi;</mi><mi>j</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msubsup><mover><mi>k</mi><mo>&OverBar;</mo></mover><mi>u&psi;</mi><mo>&prime;</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><mi>v</mi><mo>)</mo></mrow><mo>]</mo><mo>;</mo></mrow></math>]]></maths>其中:<img file="A2009100937890002C11.GIF" wi="62" he="52" />为法向导引放大系数;k<sub>d</sub><sup>ψ</sup>为横向导引放大系数;<img file="A2009100937890002C12.GIF" wi="1246" he="129" /><maths num="0002"><![CDATA[<math><mrow><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mn>6</mn></munderover><msup><msub><mi>k</mi><mi>j</mi></msub><mi>&psi;</mi></msup><mo>&CenterDot;</mo><msub><mi>&xi;</mi><mi>j</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><msub><mi>k</mi><mn>1</mn></msub><mi>&psi;</mi></msup><mo>&CenterDot;</mo><msub><mi>v</mi><mi>x</mi></msub><mo>+</mo><msup><msub><mi>k</mi><mn>2</mn></msub><mi>&psi;</mi></msup><mo>&CenterDot;</mo><msub><mi>v</mi><mi>y</mi></msub><mo>+</mo><msup><msub><mi>k</mi><mn>3</mn></msub><mi>&psi;</mi></msup><mo>&CenterDot;</mo><msub><mi>v</mi><mi>z</mi></msub><mo>+</mo><msup><msub><mi>k</mi><mn>4</mn></msub><mi>&psi;</mi></msup><mo>&CenterDot;</mo><mi>x</mi><mo>+</mo><msup><msub><mi>k</mi><mn>5</mn></msub><mi>&psi;</mi></msup><mo>&CenterDot;</mo><mi>y</mi><mo>+</mo><msup><msub><mi>k</mi><mn>6</mn></msub><mi>&psi;</mi></msup><mo>&CenterDot;</mo><mi>z</mi></mrow></math>]]></maths><img file="A2009100937890002C14.GIF" wi="59" he="58" />为法向导引变系数;K<sub>j</sub><sup>ψ</sup>为横向导引变系数;j为正整数,取值为1-6;j取值1-6时,ξ<sub>j</sub>分别代表v<sub>x</sub>,v<sub>y</sub>,v<sub>z</sub>,x,y,z;(5)对当前点的法向制导计算导引量<img file="A2009100937890003C1.GIF" wi="117" he="57" />与横向制导计算导引量U<sub>ψ</sub>(v)进行限幅,得到限幅后的当前点的法向制导计算导引量<img file="A2009100937890003C2.GIF" wi="115" he="58" />与横向制导计算导引量U′<sub>ψ</sub>(v);(6)输出<img file="A2009100937890003C3.GIF" wi="115" he="58" />和U′<sub>ψ</sub>(v)给运载火箭的姿控系统。
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