多種耦合作用下飛行器綜合解耦方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種多種耦合作用下飛行器綜合解耦方法，用于解決現(xiàn)有飛行器解耦方法單一的技術(shù)問(wèn)題。技術(shù)方案是通過(guò)建立耦合模型，定義各耦合因素評(píng)價(jià)指標(biāo)，定義各耦合因素特征，綜合解耦，對(duì)飛行器的各種耦合因素進(jìn)行劃分與歸類(lèi)，提出度量各耦合特性影響程度的耦合度指標(biāo)計(jì)算方法，將各耦合因素細(xì)化弱耦合與強(qiáng)耦合，并在綜合耦合度作為主要判據(jù)將耦合項(xiàng)進(jìn)行忽略或等效處理，從而實(shí)現(xiàn)了飛行器整體全量模型的綜合解耦。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多種耦合作用下飛行器綜合解耦方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飛行器解耦方法，特別是涉及一種多種耦合作用下飛行器綜合解耦方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高超聲速飛行器在追求更高飛行速度的同時(shí)也帶來(lái)了不同于常規(guī)飛行器的諸多問(wèn)題，如高馬赫數(shù)、大空域的大包線(xiàn)飛行條件下飛行環(huán)境的惡劣變化，面對(duì)稱(chēng)氣動(dòng)布局下嚴(yán)重的氣動(dòng)/運(yùn)動(dòng)/慣量耦合作用，采用超然沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)的吸氣式推進(jìn)技術(shù)及發(fā)動(dòng)機(jī)推力和飛行器機(jī)體的耦合等諸多問(wèn)題和技術(shù)難點(diǎn)。飛行器的慣量耦合、氣動(dòng)耦合、推力耦合等耦合特性并非單獨(dú)存在，而是同時(shí)存在于飛行器整體系統(tǒng)中，使耦合問(wèn)題變得復(fù)雜化。不同類(lèi)耦合的解耦方法應(yīng)用于飛行器整體系統(tǒng)時(shí)，可能會(huì)失效。
[0003]國(guó)內(nèi)外高超聲速飛行器解耦方法有動(dòng)態(tài)逆解耦、狀態(tài)空間解耦、特征模型解耦及等效舵解耦等。如文獻(xiàn)“導(dǎo)彈氣動(dòng)耦合分析與解耦算法研究”(雷延花，陳士櫓，彈道學(xué)報(bào)，2003，15，11?16)針對(duì)飛行器偏航/俯仰通道的氣動(dòng)交叉耦合，把氣動(dòng)耦合表征為附加舵偏的形式，設(shè)計(jì)了解耦控制器。具體方法如下:
[0004](I)通過(guò)仿真得到偏航/滾轉(zhuǎn)通道耦合影響較大的氣動(dòng)參數(shù)。
[0005](2)設(shè)計(jì)通道間的解耦控制器。這里的解耦控制器設(shè)計(jì)在舵環(huán)節(jié)上，利用這個(gè)環(huán)節(jié)將模型里的通道耦合抵消掉。
[0006]這種解耦方法只單一地考慮其氣動(dòng)耦合項(xiàng)，而忽略了慣量耦合和運(yùn)動(dòng)耦合等其它耦合因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有飛行器解耦方法單一的不足，本發(fā)明提供一種多種耦合作用下飛行器綜合解耦方法。該方法通過(guò)建立耦合模型，定義各耦合因素評(píng)價(jià)指標(biāo)，定義各耦合因素特征，綜合解耦，對(duì)飛行器的各種耦合因素進(jìn)行劃分與歸類(lèi)，提出度量各耦合特性影響程度的耦合度指標(biāo)計(jì)算方法，將各耦合因素細(xì)化弱耦合與強(qiáng)耦合，并在綜合耦合度作為主要判據(jù)將耦合項(xiàng)進(jìn)行忽略或等效處理，從而實(shí)現(xiàn)了飛行器整體全量模型的綜合解耦。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種多種耦合作用下飛行器綜合解耦方法，其特點(diǎn)是采用以下步驟:
[0009]步驟一、建立耦合模型。
[0010](I)面對(duì)稱(chēng)外形引起的氣動(dòng)耦合，飛行器俯仰/偏航/滾轉(zhuǎn)三個(gè)通道之間由氣動(dòng)角α,β及彈體轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的氣動(dòng)力矩項(xiàng)的交聯(lián)耦合作用，每個(gè)通道包含操縱力矩耦合、阻尼力矩耦合和穩(wěn)定力矩耦合三類(lèi)氣動(dòng)耦合項(xiàng)，在小角度假設(shè)下，俯仰通道、偏航通道和滾轉(zhuǎn)通道的氣動(dòng)力矩Mx、My、Mz近似表示偏導(dǎo)數(shù)形式
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種多種耦合作用下飛行器綜合解耦方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一、建立耦合模型； (1)面對(duì)稱(chēng)外形引起的氣動(dòng)耦合，飛行器俯仰/偏航/滾轉(zhuǎn)三個(gè)通道之間由氣動(dòng)角α、β及彈體轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的氣動(dòng)力矩項(xiàng)的交聯(lián)耦合作用，每個(gè)通道包含操縱力矩耦合、阻尼力矩耦合和穩(wěn)定力矩耦合三類(lèi)氣動(dòng)耦合項(xiàng)，在小角度假設(shè)下，俯仰通道、偏航通道和滾轉(zhuǎn)通道的氣動(dòng)力矩Mx、My、Mz近似表示偏導(dǎo)數(shù)形式
【文檔編號(hào)】G05B13/04GK103926837SQ201410163737
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】周軍, 林鵬, 董詩(shī)萌, 朱多賓, 鄧濤, 王楷 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)