[发明专利]一种临近空间垂直投放发射单通道增稳控制方法及系统

权利要求书

1.一种临近空间垂直投放发射单通道增稳控制方法，其特征在于，包括：

获取滚转通道力矩指令以及相关参数，所述相关参数包括当前飞行状态下的滚转空气力矩、当前飞行状态下的飞行动压、飞行器参考面积、滚转通道参考长度以及设计舵效系数；所述当前飞行状态为飞行器飞行弹道倾角超过预设值后的定向飞行状态；

根据所述滚转通道力矩指令以及所述相关参数计算获得差动舵面控制指令，以便差动舵通过执行所述差动舵面控制指令产生滚转力矩使所述飞行器以目标飞行姿态飞行；

其中，所述飞行器在纵向以及横航向静稳定；所述差动舵包括所述飞行器上唯一一对用于控制所述飞行器产生滚转运动的差动舵面；

所述差动舵面控制指令通过以下公式计算获得：

式中：为差动舵面控制指令、为滚转通道力矩指令、为当前飞行状态下的滚转空气力矩、为当前飞行状态下的飞行动压、为飞行器参考面积、为滚转通道参考长度、为设计舵效系数。

2.根据权利要求1所述的临近空间垂直投放发射单通道增稳控制方法，其特征在于，所述当前飞行状态下的滚转空气力矩的获取方法包括：

获取当前实测飞行攻角以及实测飞行侧滑角；

根据所述当前实测飞行攻角以及实测飞行侧滑角采用空气动力学模型计算获得所述滚转空气力矩。

3.根据权利要求1所述的临近空间垂直投放发射单通道增稳控制方法，其特征在于，所述滚转通道力矩指令获取方法包括：

获取所述飞行器方位调整阶段的滚转制导指令以及当前飞行状态下飞行器的实测姿态角；

根据所述滚转制导指令以及所述实测姿态角获取滚转角速度指令；

根据所述滚转角速度指令解算机体系从质心指向机头方向的轴的角速度指令；

根据所述角速度指令通过动力学逆解算获得所述滚转通道力矩指令。

4.根据权利要求3所述的临近空间垂直投放发射单通道增稳控制方法，其特征在于，根据所述滚转制导指令以及所述实测姿态角使用增加二重微分项的比例-积分-微分控制器获取所述滚转角速度指令。

5.根据权利要求4所述的临近空间垂直投放发射单通道增稳控制方法，其特征在于，所述滚转制导指令用于在确定进入方位调整阶段时发送给所述差动舵，以便所述差动舵动作产生滚转力矩使所述飞行器升力面法向与目标航向之间的夹角调整为目标角度，且使所述飞行器的与升力面相对的一面与所述目标航向相对。

6.根据权利要求5所述的临近空间垂直投放发射单通道增稳控制方法，其特征在于，所述滚转制导指令的获取方法包括：

获取所述飞行器与浮空器分离时刻所述飞行器升力面法向以及目标航向；

根据所述升力面法向与地理坐标位置关系确定所述飞行器升力面法向与所述目标航向之间的夹角；

根据所述夹角获取所述滚转制导指令。

7.根据权利要求6所述的临近空间垂直投放发射单通道增稳控制方法，其特征在于，还包括：

所述飞行器与所述浮空器分离前，使用导航辅助机构获取到的固接支架的姿态信息调节补偿机载导航机构包括的惯性导航设备的姿态角解算数据精度后，获取所述飞行器与所述浮空器分离时刻所述飞行器升力面法向以及目标航向。

8.根据权利要求7所述的临近空间垂直投放发射单通道增稳控制方法，其特征在于，所述固接支架的姿态信息的获取方法包括：

导航辅助机构通过所述浮空器带动所述飞行器常规飞行的状态下，根据卫星信号接收机构接收到的卫星定姿数据获取所述固接支架的姿态信息。