一种液体火箭伺服机构摆角的控制网络设计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种液体火箭伺服机构摆角的控制网络设计方法及系统，方法包括：分别计算俯仰通道偏航通道ψ和滚转通道γ三个通道的初始控制指令δ

【技术实现步骤摘要】
一种液体火箭伺服机构摆角的控制网络设计方法及系统


[0001]本专利技术涉及飞行器控制
，特别涉及一种液体火箭伺服机构摆角的控制网络设计方法及系统。

技术介绍

[0002]液体火箭通过发动机摆动实现姿态控制时，需要通过PID等控制方法计算所需的伺服摆角指令，而由于受箭体各种晃动、震动、弹性等特性及惯组敏感到信号的震动特性等的影响，为了保证火箭的稳定性，需要对计算的伺服摆角指令进行滤波与校正。
[0003]传统方式采取PD或PID控制方法，为了保证火箭的刚体、晃动、弹性等稳定性，对计算的伺服摆角指令进行滤波与校正，常用的方法有惯性滤波器设计、二阶滤波器设计、高阶滤波器设计、陷波器设计等。上述滤波与校正网络设计方法较为复杂，需要专业知识较为深厚的专业人士根据每个火箭的特性专门进行设计，且由于每个火箭的特性不一样，需要对每一发火箭进行独特的分析与设计，不具有通用性。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种液体火箭伺服机构摆角的控制网络设计方法及系统，能够直接输出成最终的伺服摆角指令，大大降低了工作的难度与复杂度。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种液体火箭伺服机构摆角的控制网络设计方法，其中，包括：
[0006]分别计算俯仰通道偏航通道ψ和滚转通道γ三个通道的初始控制指令δ
′
ψc
和δ
′
γc
。
[0007]分别确定一个控制周期内俯仰通道偏航通道ψ和滚转通道γ三个通道的当前第K步的滤波控制指令δ
′
ψc
(K)和δ
′
γc
(K)。
[0008]在一个控制周期内对三个通道的初始控制指令和滤波控制指令的每一步骤赋初值为0。
[0009]设计参数值。
[0010]代入参数值，计算一个控制周期内三个通道的当前步骤的控制信号。
[0011]在一个控制周期内，将三个通道的初始控制指令和滤波控制指令每一步骤依次赋值给下一步骤，得到最终的伺服机构摆角指令。
[0012]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述在一个控制周期内对三个通道的初始控制指令和滤波控制指令的每一步骤赋初值为0，包括：
[0013]对俯仰通道的初始控制指令和滤波控制指令的每一步骤赋初值为
[0014][0015][0016][0017][0018][0019][0020][0021]对偏航通道的初始控制指令和滤波控制指令的每一步骤赋初值为
[0022]δ
′
ψc
(K
‑
6)＝0δ
ψc
(K
‑
6)＝0
[0023]δ
′
ψc
(K
‑
5)＝0δ
ψc
(K
‑
5)＝0
[0024]δ
′
ψc
(K
‑
4)＝0δ
ψc
(K
‑
4)＝0
[0025]0δ
′
ψc
(K
‑
3)＝0，δ
ψc
(K
‑
3)＝0。
[0026]δ
′
ψc
(K
‑
2)＝0δ
ψc
(K
‑
2)＝0
[0027]δ
′
ψc
(K
‑
1)＝0δ
ψc
(K
‑
1)＝0
[0028]δ
′
ψc
(K)＝0δ
ψc
(K)＝0
[0029]对滚转通道的初始控制指令和滤波控制指令的每一步骤赋初值为
[0030]δ
′
γc
(K
‑
6)＝0δ
γc
(K
‑
6)＝0
[0031]δ
′
γc
(K
‑
5)＝0δ
γc
(K
‑
5)＝0
[0032]δ
′
γc
(K
‑
4)＝0δ
γc
(K
‑
4)＝0
[0033]0δ
′
γc
(K
‑
3)＝0，δ
γc
(K
‑
3)＝0。
[0034]δ
′
γc
(K
‑
2)＝0δ
γc
(K
‑
2)＝0
[0035]δ
′
γc
(K
‑
1)＝0δ
γc
(K
‑
1)＝0
[0036]δ
′
γc
(K)＝0δ
γc
(K)＝0
[0037]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述设计参数值，包括：
[0038]a0＝0.030613978997604，a1＝
‑
0.054008942596040，
[0039]a2＝
‑
0.032496325125475，a3＝0.108538118008518，
[0040]a4＝
‑
0.026158871578845，a5＝
‑
0.054188810719318，
[0041]a6＝0.028381582399876，
[0042]b0＝1，b1＝
‑
4.949344216577249，
[0043]b2＝10.380335574199037，b3＝
‑
11.801650512176469，
[0044]b4＝7.671390111811185，b5＝
‑
2.704486027368425，
[0045]b6＝0.404435799498239。
[0046]其中a为第一参数，b为第二参数，下标的取值为从一个控制周期内的初始步到第K步，K＝6。
[0047]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述代入参数值，计算一个控制周期内三个通道的当前步骤的控制信号，包括：
[0048]计算一个控制周期内俯仰通道的当前步骤的控制信号
[0049]计算一个控制周期内偏航通道的当前步骤的控制信号
[0050]计算一个控制周期内滚转通道的当前步骤的控制信号
[0051]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述在一个控制周期内，将三个通道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液体火箭伺服机构摆角的控制网络设计方法，其特征在于，包括：分别计算俯仰通道偏航通道ψ和滚转通道γ三个通道的初始控制指令δ
′
ψc
和δ
′
γc
；分别确定一个控制周期内俯仰通道偏航通道ψ和滚转通道γ三个通道的当前第K步的滤波控制指令δ
′
ψc
(K)和δ
′
γc
(K)；在一个控制周期内对三个通道的初始控制指令和滤波控制指令的每一步骤赋初值为0；设计参数值；代入参数值，计算一个控制周期内三个通道的当前步骤的控制信号；在一个控制周期内，将三个通道的初始控制指令和滤波控制指令每一步骤依次赋值给下一步骤，得到最终的伺服机构摆角指令。2.根据权利要求1所述的液体火箭伺服机构摆角的控制网络设计方法，其特征在于，所述在一个控制周期内对三个通道的初始控制指令和滤波控制指令的每一步骤赋初值为0，包括：对俯仰通道的初始控制指令和滤波控制指令的每一步骤赋初值为对偏航通道的初始控制指令和滤波控制指令的每一步骤赋初值为对滚转通道的初始控制指令和滤波控制指令的每一步骤赋初值为
3.根据权利要求1所述的液体火箭伺服机构摆角的控制网络设计方法，其特征在于，所述设计参数值，包括：a0＝0.030613978997604，a1＝
‑
0.054008942596040，a2＝
‑
0.032496325125475，a3＝0.108538118008518，a4＝
‑
0.026158871578845，a5＝
‑
0.054188810719318，a6＝0.028381582399876，b0＝1，b1＝
‑
4.949344216577249，b2＝10.380335574199037，b3＝
‑
11.801650512176469，b4＝7.671390111811185，b5＝
‑
2.704486027368425，b6＝0.404435799498239；其中a为第一参数，b为第二参数，下标的取值为从一个控制周期内的初始步到第K步，K＝6。4.根据权利要求3所述的液体火箭伺服机构摆角的控制网络设计方法，其特征在于，所述代入参数值，计算一个控制周期内三个通道的当前步骤的控制信号，包括：计算一个控制周期内俯仰通道的当前步骤的控制信号计算一个控制周期内偏航通道的当前步骤的控制信号计算一个控制周期内滚转通道的当前步骤的控制信号5.根据权利要求4所述的液体火箭伺服机构摆角的控制网络设计方法，其特征在于，所述在一个控制周期内，将三个通道的初始控制指令和滤波控制指令每一步骤依次赋值给下
一步骤，得到最终的伺服机构摆角指令，包括：将俯仰通道的前五步骤的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前六步将偏航通道的前五步骤的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前六步将滚转通道的前五步骤的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前六步将俯仰通道的前四步骤的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前五步将偏航通道的前四步骤的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前五步将滚转通道的前四步骤的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前五步将俯仰通道的前三步骤的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前四步将偏航通道的前三步骤的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前四步将滚转通道的前三步骤的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前四步将俯仰通道的前二步骤的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前三步将偏航通道的前二步骤的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前三步
将滚转通道的前二步骤的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前三步将俯仰通道的前一步骤的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前二步将偏航通道的前一步骤的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前二步将滚转通道的前一步骤的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前二步将俯仰通道的前步的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前一步将偏航通道的前步的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前一步将滚转通道的前步的初始控制指令和滤波控制指令赋值给前一步6.一种液体火箭伺服机构摆角的控制网络设计系统，其特征在于，包括：初始计算模块，用于分别计算俯仰通道偏航通道ψ和滚转通道γ三个通道的初始控制指令δ
′
ψc
和δ
′
γc
；滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：董佩超，
申请(专利权)人：北京天兵科技有限公司，
类型：发明
国别省市：