[发明专利]轨控式直气复合控制防空导弹弹性运动建模方法

说明书

本发明属于防空导弹弹性运动建模领域，具体涉及了一种轨控式直气复合控制防空导弹弹性运动建模方法，旨在解决传统建模方法对轨控力覆盖不足，从而难以实现轨控式直气复合控制防空导弹弹性运动的准确建模的问题。本发明包括：计算导弹弹性弹体弯曲变形引起的导弹系统动能T、导弹系统弹性势能U和导弹弹性弹体弯曲变形引起的导弹系统阻尼能D；通过虚功原理计算虚功对应的作用在导弹弹体上的广义力Qsubgt;i/subgt;；基于导弹系统动能T、导弹系统弹性势能U和导弹系统阻尼能D，以及广义力Qsubgt;i/subgt;，通过拉格朗日方程构建导弹弹性弹体动力学方程。本发明修正完善传统建模方法对轨控力覆盖不足的问题，轨控式直气复合控制防空导弹弹性运动建模准确性和精度高。

背景技术

随着导弹技术的迅速发展，对导弹系统的建模需求不断提高，在给定目标运动规律、导弹飞行速度变化和控制方法的条件下，对导弹运动建模能够得出导弹飞行过程中的变化情况，分析各参数对导弹运动的影响，这对导弹的设计、试验具有重要意义。

在防空导弹弹性运动建模时，需要考虑飞行过程中作用在弹体上的各种力。对于采用轨控发动机的直气复合控制防空导弹，轨控发动机工作时会产生侧向力，传统的空气舵控制导弹弹性运动建模时没有考虑这一因素，难以实现高精度、高准确性的轨控式直气复合控制防空导弹弹性运动建模。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即传统建模方法对轨控力覆盖不足，从而难以实现轨控式直气复合控制防空导弹弹性运动的准确建模的问题，本发明提供了一种轨控式直气复合控制防空导弹弹性运动建模方法，所述建模方法包括：

计算导弹弹性弹体弯曲变形引起的导弹系统动能T、导弹系统弹性势能U和导弹弹性弹体弯曲变形引起的导弹系统阻尼能D；

通过虚功原理计算虚功对应的作用在导弹弹体上的广义力Q_i；所述广义力Q_i包括弹体气动力舵面气动力舵面偏转产生的惯性力矩和轨控发动机产生的侧向力

基于导弹系统动能T、导弹系统弹性势能U和导弹系统阻尼能D，以及广义力Q_i，通过拉格朗日方程构建导弹弹性弹体动力学方程。

在一些优选的实施例中，所述导弹弹性弹体弯曲变形引起的导弹系统动能T，其计算方法为：

基于动量方程构建导弹系统动能与弹体微元的弹性变形位移和微元质量之间的动能初始表达式；

将固有弯曲振型作为连续弹性力学系统的自由度，取广义坐标为q_i，进行任意一点弹体微元的弹性变形位移扩展；

基于扩展的弹体微元的弹性变形位移和动能初始表达式，获得导弹弹性弹体弯曲变形引起的导弹系统动能T。

在一些优选的实施例中，所述扩展的弹体微元的弹性变形位移为：

其中，δ_y(x，t)为在弹体上微元的弹性变形位移δ_y基础上扩展的弹体微元的弹性变形位移，φ_i(x)为满足正交性条件的振型函数，n为级数展开的项数。

在一些优选的实施例中，所述导弹弹性弹体弯曲变形引起的导弹系统动能T为：

其中，为广义坐标q_i的一阶导数，M_i为第i阶振型的广义质量。

在一些优选的实施例中，所述导弹系统弹性势能U，其计算方法为：

基于弹性势能方程构建导弹系统弹性势能与弹体微元的弹性变形位移之间的弹性势能初始表达式；

基于扩展的弹体微元的弹性变形位移和弹性势能初始表达式，获得扩展的弹性势能表达式；