[发明专利]一种主动抑制脉冲力控制弹体摆动的双脉冲点火方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种主动抑制弹体摆动的方法，尤其是一种主动抑制脉冲力控制导弹弹体摆动的双脉冲点火方法。

背景技术

脉冲推力矢量制导控制技术作为一门新颖的控制技术，简称脉冲力控制，它主要利用小型固体或液体脉冲发动机工作产生的脉冲力作为控制力，即使在稀薄的大气或太空中，仍能产生有效的控制力，从而该技术被应用于多种导弹中，例如地基拦截弹、标准SM-3导弹和战区高空区域防御系统THAAD拦截弹以及先进爱国者先进能力的导弹。由于小型脉冲发动机的作用时间一般很短，大约为几毫秒到几十毫秒之间，所以要求其响应非常快，才能完成导弹的快速机动。一般情况下，脉冲发动机主要是工作在导弹的末段，导引头探测目标误差，控制系统根据一定的点火逻辑控制脉冲发动机点火，利用脉冲力迅速改变导弹的飞行轨迹，控制导弹与目标交汇。

在低成本的脉冲力控制导弹设计中，脉冲发动机的位置一般位于导弹的质心附近。当脉冲发动机工作后，由于脉冲力作用在质心上，导致速度矢量发生改变，弹体纵轴会绕着速度矢量产生摆动。简易修正弹药由于受到成本的限制，一般没有自动驾驶仪，弹体阻尼很低，弹体动态特性较差，只能依靠弹体的气动设计来改善其动态特性。

此外，脉冲力控制的简易修正弹药一般将探测器捷联在弹体上，采用弹体追踪制导律时，探测器同弹体做相同的姿态运动，所以希望弹体在受到干扰后，尽快恢复稳定，只有这样探测器给出的目标方位信息才是可信的，否则会造成正反馈。并且在实际应用中，导弹进入有控后，当弹体受到连续的脉冲力激励后，有可能会震荡起来。

目前对于脉冲力控制的导弹一般采用单脉冲点火的方式，即弹上计算机采集探测器输出目标方位信息后，根据相应的控制算法，选择一个需要点火的脉冲发动机进行控制，该发动机点火后，弹体产生摆动，此时利用弹体本身的气动特性恢复稳定后，弹上计算机再采集下一次探测器目标方位信息，进入下一轮控制。采用单脉冲点火方案的主要问题在于，两次控制间隔时间较长，在末端制导时间一定的情况下，脉冲发动机的控制次数受到了限制，且末端无法实现连续点火，降低了脉冲力控制导弹的修正能力和修正精度，使脉冲力控制导弹的作战使用效能大大降低。

本发明为了克服上述缺陷，进行了有益的改进。

发明内容

本发明针对简易修正弹药在脉冲发动机工作后面临的弹体扰动问题，提出了一种利用双脉冲点火的弹体摆动主动抑制技术来抑制弹体震荡，改善弹体动态特性。

为本发明的技术方案为：一种主动抑制脉冲力控制弹体摆动的双脉冲点火方法，其特征在于具有如下步骤：

步骤1、根据观测到的目标方位参数、目标位置参数、发射平台参数以及气象数据等装定射击诸元，发射脉冲力控制制导弹药；

进一步的说，制导弹药为末段脉冲力修正制导弹药。

步骤2：弹上电源激活，弹上控制系统启动；

步骤3、捷联探测器对目标进行探测，确定目标与弹体的相对位置，生成待控制信号；

进一步的说，捷联探测器为四象限激光探测器。

步骤4：控制周期开始，弹上计算机采集捷联探测器输出信号和转速计输出信号；

步骤5：弹上计算机根据脉冲发动机点火控制算法计算延时Δt₁，并选择第一个脉冲发动机点火；

进一步的说，所述点火控制算法具体计算过程如下：

(1)在时刻t，转速计测量得到弹体转速为ωx，脉冲发动机点火的脉冲宽度为t1；

(2)随着弹体的转动，脉冲发动机工作产生的脉冲力形成了一个扇形，且脉冲力合力方向位于扇形的对称轴线上；

(3)θ为第一个脉冲发动机开始工作时的位置与脉冲合力作用方向超前的角度，

(4)选择点火的第一个脉冲发动机与脉冲合力作用方向夹角θ1，应当满足条件min(θ₁-θ)，且θ₁＞θ；

(5)延时Δt₁时间后，第一个脉冲发动机工作点火，其中：