[发明专利]动态逆控制中基于加计信息解算慢回路控制指令的方法及系统

权利要求书

1.动态逆控制中基于加计信息解算慢回路控制指令的方法，其特征在于步骤如下：

(1)获取飞行器的导航系统输出的导航信息、三轴加计测量信息，以及制导系统输出的期望姿态控制指令；

(2)采用一阶数字滤波器对步骤(1)三轴加计输出的测量信息进行滤波处理，得到滤波后的三轴加计测量信息；

(3)根据步骤(1)飞行器的导航系统输出的导航信息和步骤(2)滤波后的三轴加计测量信息，建立慢回路逆模型；

慢回路逆模型

式中，飞行器的攻角为α，侧滑角为β，空速为V，本体坐标系下的三轴重力加速度分量分别为g_x、g_y、g_z；

对步骤(1)三轴加计输出的测量信息进行滤波处理，采用一阶数字滤波器解算得到滤波后的视加速度信息a_xl、a_yl、a_zl；

(4)根据步骤(1)飞行器的导航系统输出的导航信息和制导系统输出的期望姿态控制指令，生成伪控制指令U_d；

(5)根据步骤(1)飞行器的导航系统输出的导航信息，生成控制矩阵G_m；

(6)根据步骤(3)的慢回路逆模型f_m、步骤(4)伪控制指令U_d以及步骤(5)的控制矩阵G_m，生成慢回路控制指令ω_c：

其中，ω_x、ω_y、ω_z为ω_c的三轴角速率分量。

2.根据权利要求1所述的动态逆控制中基于加计信息解算慢回路控制指令的方法，其特征在于：步骤(1)中飞行器具体要求为：至少包括：导航系统、三轴加计、制导系统；飞行器采用非线性动态逆控制律，且基于快和慢两回路设计控制器，慢回路控制器输出期望的三轴姿态角速率控制指令，快回路控制器输出期望的执行机构操纵指令，导航系统输出制导控制律解算需要的导航信息，三轴加计测量飞行器的视加速度，制导系统运行制导律并输出期望的姿态控制指令。

3.根据权利要求1所述的动态逆控制中基于加计信息解算慢回路控制指令的方法，其特征在于：本体坐标系定义如下：原点O为飞行器质心，X轴正方向为飞行器纵向对称轴指向头部，Y轴正方向为垂直于X轴指向上方，右手定则确定Z轴。

4.根据权利要求1所述的动态逆控制中基于加计信息解算慢回路控制指令的方法，其特征在于：步骤(4)根据步骤(1)飞行器的导航系统输出的导航信息和制导系统输出的期望姿态控制指令，生成伪控制指令U_d，具体如下：

采用比例+微分控制器生成伪控制指令

其中，制导系统输出的期望姿态控制指令为期望攻角α_c、期望侧滑角β_c、期望倾侧角σ_c，倾侧角为σ，三轴角速率分量为ω_x、ω_y、ω_z，K_p为比例系数，K_d为微分系数。

5.根据权利要求1所述的动态逆控制中基于加计信息解算慢回路控制指令的方法，其特征在于：步骤(5)根据步骤(1)飞行器的导航系统输出的导航信息，生成控制矩阵G_m，具体如下：

6.动态逆控制中基于加计信息解算慢回路控制指令的系统，其特征在于包括：获取模块、滤波处理模块、模型建立模块、第一指令生成模块、矩阵生成模块、第二指令生成模块；

获取模块，获取飞行器的导航系统输出的导航信息、三轴加计测量信息，以及制导系统输出的期望姿态控制指令；

滤波处理模块，采用一阶数字滤波器对获取模块的三轴加计输出的测量信息进行滤波处理，得到滤波后的三轴加计测量信息；

模型建立模块，根据获取模块的飞行器的导航系统输出的导航信息和滤波处理模块滤波后的三轴加计测量信息，建立慢回路逆模型；

慢回路逆模型

式中，飞行器的攻角为α，侧滑角为β，空速为V，本体坐标系下的三轴重力加速度分量分别为g_x、g_y、g_z；

对三轴加计输出的测量信息进行滤波处理，采用一阶数字滤波器解算得到滤波后的视加速度信息a_xl、a_yl、a_zl；

第一指令生成模块，根据获取模块的飞行器的导航系统输出的导航信息和制导系统输出的期望姿态控制指令，生成伪控制指令U_d；

矩阵生成模块，根据获取模块的飞行器的导航系统输出的导航信息，生成控制矩阵G_m；

第二指令生成模块，根据模型建立模块的慢回路逆模型f_m、第一指令生成模块的伪控制指令U_d以及第二指令生成模块的控制矩阵G_m，生成慢回路控制指令ω_c；

其中，ω_x、ω_y、ω_z为ω_c的三轴角速率分量。