一种自动追踪信号源的仿真转台控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种自动追踪信号源的仿真转台控制方法，属于仿真验证技术领域，解决了现有技术仿真转台控制精度过低、验证不准确的问题。该方法包括：获取当前时刻仿真转台的姿态信息，以及当前时刻之前预设时段内目标信号源的位置变化；根据上述预设时段内目标信号源的位置变化，对下一时刻目标信号源的位置进行预测；根据上述预测的目标信号源的位置，结合当前时刻仿真转台的姿态信息，获得仿真转台三个框从当前时刻至下一时刻的转动信息，并根据所述转动信息控制仿真转台转动；获取执行上述转动信息后仿真转台的姿态信息、目标信号源的位置，判断仿真转台是否对准目标信号源，如果未对准，再次获取转动信息，直到对准为止，发出对准指示信息。准指示信息。准指示信息。

【技术实现步骤摘要】
一种自动追踪信号源的仿真转台控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及仿真验证
，尤其涉及一种自动追踪信号源的仿真转台控制方法及装置。

技术介绍

[0002]飞行器的性能在很大程度上取决于飞行控制系统的设计。三维仿真转台是半实物飞行器仿真试验的一个关键设备，可以在实验室条件下真实地模拟飞行器与目标在空中实际飞行时的相对俯仰角、偏航角、滚动角，复现其运动时的动力学特征，从而改进制导系统、控制系统及其相应器件的性能，达到总体设计性能指标要求。
[0003]现有射频仿真试验，都是通过射频暗室面阵上均匀分布的天线发射射频信号，来模拟不同方向的目标信号来源。由于飞行器在飞行过程中，发射目标信号源的目标也在运动，目标和飞行器的相对角度(目标视线角)也在不断变化。如果由于条件限制，当该天线不支持某特定波段时，只能额外安装固定位置的支持某波段的单个天线和信号源。信号源的位置固定不变，可以通过改变飞行器姿态角，使得导引装置敏感的框架角是正确的，从而达到验证导引的目的。
[0004]航空航天试验的大型仿真试验转台在国内外研究已久，但价格昂贵、结构复杂、体积庞大，并且技术保密，并不适合微小型飞行器飞行仿真试验的需要。目前大型的转台设备大部分都是用液压驱动的，输出力矩大，功率密度高，但是需要液压油源等附属设备，极为不便。大部分转台设计为立式的开放架构，在重力作用下容易引起静态变形，会大大降低转台的精度。因此，研究一种实验室条件下的适用于飞行器的三维飞行仿真转台具有重要的实际意义。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种自动追踪信号源的仿真转台控制方法，用以解决现有技术转台控制精度过低、验证不准确甚至不具备验证条件的问题。
[0006]一方面，本专利技术实施例提供了一种自动追踪信号源的仿真转台控制方法，包括如下步骤：
[0007]获取当前时刻仿真转台的姿态信息，以及当前时刻之前预设时段内目标信号源的位置变化；
[0008]根据上述预设时段内目标信号源的位置变化，对下一时刻目标信号源的位置进行预测；
[0009]根据上述预测的目标信号源的位置，结合当前时刻仿真转台的姿态信息，获得仿真转台三个框从当前时刻至下一时刻的转动信息，并根据所述转动信息控制仿真转台转动；
[0010]获取执行上述转动信息后仿真转台的姿态信息、目标信号源的位置，判断仿真转台是否对准目标信号源，如果未对准，再次获取转动信息，直到对准为止，发出对准指示信
息。
[0011]上述技术方案的有益效果如下：解决了受限于仿真条件目标信号源固定导致仿真转台与目标信号源相对角度关系不正确的问题，可以实现在目标信号源运动的情况下仿真转台仍自动跟踪目标。并且通过良好的对准控制设计，使得仿真转台控制精度更高，验证更加充分。
[0012]基于上述方法的进一步改进，当前时刻仿真转台的姿态信息包括：位置坐标(X0、Y0、Z0)、偏航角ψ、俯仰角滚动角γ。
[0013]上述进一步改进方案的有益效果是：对执行对准要获取的当前时刻仿真转台的姿态信息进行了限定，为控制仿真转台实施精准对准奠定了条件和基础。
[0014]进一步，所述根据上述预设时段内目标信号源的位置变化，对下一时刻目标信号源的位置进行预测，进一步包括：
[0015]从上述位置变化中，等时间间隔获取连续的N处位置坐标；
[0016]根据上述位置坐标，识别目标信号源的运动类型；所述运动类型为静止、直线匀速运动、匀加速直线运动、圆周运动或蛇形机动中的一种；
[0017]根据上述运动类型，结合当前时刻目标信号源的位置坐标，通过预设算法获取下一时刻目标信号源的位置。
[0018]上述进一步改进方案的有益效果是：对下一时刻目标信号源的位置进行预测时，先通过采集多组数据识别目标信号源的具体运动类型，然后利用该运动类型对应的运动模型，使目标信号源的位置预测更加精确、有利于消除一定的测量误差。
[0019]进一步，所述根据预测获得的目标信号源的位置，结合当前时刻仿真转台的姿态信息，获得仿真转台三个框从当前时刻至下一时刻的转动信息，进一步包括：
[0020]根据当前时刻仿真转台的位置坐标(X0、Y0、Z0)和下一时刻目标信号源的位置坐标(X，Y，Z)，获得弹目视线方位角q
h
、视线高低角q
f
[0021][0022]根据上述q
h
、q
f
，结合当前时刻仿真转台的偏航角ψ、俯仰角滚动角γ，获得仿真转台三个框从当前时刻至下一时刻的转动信息；其中，所述转动信息为仿真转台三个框各自从当前位置在预设时段内转动角度A、B、C
[0023][0024][0025][0026]上述进一步改进方案的有益效果是：对仿真转台三个框各自从当前位置在预设时段内对准目标信号源的转动方案进行了限定，通过最短路径限制获得的上述公式中的转动
角度A、B、C(分别对应外、中、内框)，可以精准地控制仿真转台转动，快速实现对准。
[0027]进一步，所述预设算法包括：
[0028]对于匀速直线运动的目标信号源，先获取当前时刻目标信号源的位置(X
T
，Y
T
，Z
T
)、合速度绝对值V
T
，以及当前时刻目标信号源运动方向与垂直方向和水平方向所成的角度θ
T
、再根据下面公式获取下一时刻目标信号源的速度(V
x
，V
y
，V
z
)，进而获得下一时刻目标信号源的位置坐标(X，Y，Z)
[0029][0030][0031]对于匀加速直线运动的目标信号源，先获取当前时刻目标信号源的位置(X
T
，Y
T
，Z
T
)、合速度绝对值V
T
、加速度(a
Tx
，a
Ty
，a
Tz
)，以及当前时刻目标信号源运动方向与垂直方向和水平方向分别成的角度θ
T
、再根据下面公式获取下一时刻目标信号源的速度(V
x
，V
y
，V
z
)，进而获得下一时刻目标信号源的位置坐标(X，Y，Z)、
[0032][0033][0034]式中，t表示下一时刻；t0表示当前时刻，T为t、t0之间的时间间隔。
[0035]上述进一步改进方案的有益效果是：对运动类型为匀速直线运动和匀加速直线运动的目标信号源位置预测的预设算法进行了限定。通过上面公式中的运动模型，可以快速、精准地预测上述两种运动类型对应的下一时刻目标信号源的位置坐标。
[0036]进一步，所述预设算法还包括：
[0037]对于圆周运动的目标信号源，先获取当前时刻目标信号源的位置(X
T
，Y
T
，Z
T
)、合速度绝对值V<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动追踪信号源的仿真转台控制方法，其特征在于，包括：获取当前时刻仿真转台的姿态信息，以及当前时刻之前预设时段内目标信号源的位置变化；根据上述预设时段内目标信号源的位置变化，对下一时刻目标信号源的位置进行预测；根据上述预测的目标信号源的位置，结合当前时刻仿真转台的姿态信息，获得仿真转台三个框从当前时刻至下一时刻的转动信息，并根据所述转动信息控制仿真转台转动；获取执行上述转动信息后仿真转台的姿态信息、目标信号源的位置，判断仿真转台是否对准目标信号源，如果未对准，再次获取转动信息，直到对准为止，发出对准指示信息。2.根据权利要求1所述的自动追踪信号源的仿真转台控制方法，其特征在于，当前时刻仿真转台的姿态信息包括：位置坐标(X0、Y0、Z0)、偏航角ψ、俯仰角滚动角γ。3.根据权利要求2所述的自动追踪信号源的仿真转台控制方法，其特征在于，所述根据上述预设时段内目标信号源的位置变化，对下一时刻目标信号源的位置进行预测，进一步包括：从上述位置变化中，等时间间隔获取连续的N处位置坐标；根据上述位置坐标，识别目标信号源的运动类型；所述运动类型为静止、直线匀速运动、匀加速直线运动、圆周运动或蛇形机动中的一种；根据上述运动类型，结合当前时刻目标信号源的位置坐标，通过预设算法获取下一时刻目标信号源的位置。4.根据权利要求3所述的自动追踪信号源的仿真转台控制方法，其特征在于，所述根据预测获得的目标信号源的位置，结合当前时刻仿真转台的姿态信息，获得仿真转台三个框从当前时刻至下一时刻的转动信息，进一步包括：根据当前时刻仿真转台的位置坐标(X0、Y0、Z0)和下一时刻目标信号源的位置坐标(X，Y，Z)，获得弹目视线方位角q
h
、视线高低角qf根据上述q
h
、q
f
，结合当前时刻仿真转台的偏航角ψ、俯仰角滚动角γ，获得仿真转台三个框从当前时刻至下一时刻的转动信息；其中，所述转动信息为仿真转台三个框各自从当前位置在预设时段内转动角度A、B、C当前位置在预设时段内转动角度A、B、C当前位置在预设时段内转动角度A、B、C5.根据权利要求4所述的自动追踪信号源的仿真转台控制方法，其特征在于，所述预设
算法包括：对于匀速直线运动的目标信号源，先获取当前时刻目标信号源的位置(X
T
，Y
T
，Z
T
)、合速度绝对值V
T
，以及当前时刻目标信号源运动方向与垂直方向和水平方向所成的角度θ
T
、再根据下面公式获取下一时刻目标信号源的速度(V
x
，V
y
，V
z
)，进而获得下一时刻目标信号源的位置坐标(X，Y，Z)源的位置坐标(X，Y，Z)对于匀加速直线运动的目标信号源，先获取当前时刻目标信号源的位置(X
T
，Y
T
，Z
T
)、合速度绝对值V
T
、加速度(a
Tx
，a
Ty
，a
Tz
)，以及当前时刻目标信号源运动方向与垂直方向和水平方向分别成的角度θ
T
、再根据下面公式获取下一时刻目标信号源的速度(V
x
，V
y
，V
z
)，进而获得下一时刻目标信号源的位置坐标(X，Y，Z)而获得下一时刻目标信号源的位置坐标(X，Y，Z)式中，t表示下一时刻；t0表示当前时刻，T为t、t0之间的时间间隔。6.根据权利要求4或5所述的自动追踪信号源的仿真转台控制方法，其特征在于，所述预设算法还包括：对于圆周运动的目标信号源，先获取当前时刻目标信号源的位置(X
T
，Y
T
，Z
T...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨展，亓国栋，佟佳慧，王东丽，
申请(专利权)人：北京机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：