一种偏差快速修正的着舰控制方法与流程

专利检索2025-01-15  30


本申请属于飞机飞行控制领域,特别涉及一种偏差快速修正的着舰控制方法。


背景技术:

1、舰载机的着舰速度小于有利速度,飞机的速度与航迹处于不稳定状态,飞行控制处于反操纵区。当舰载机着舰过程中出现较大的位置与姿态偏差,就需要采用有效的控制技术快速修正误差,并保持着舰速度与航迹的稳定。

2、舰载机着舰偏差修正包括航迹高度、航迹角与俯仰姿态角的修正。常规的着舰偏差修正算法,很难同时完成三个参数的修正,较大的修正误差将导致着舰偏差的震荡收敛,增大着舰偏差的修正时间。


技术实现思路

1、为了有效缩短着舰偏差修正的时间,精确控制舰载机着舰的高度、航迹角与俯仰姿态角,本申请设计了一种偏差快速修正的着舰控制方法,主要包括:

2、步骤1、将着舰航迹设计为包括航迹角调整段s1、高度位置调整段s2以及航迹切入段s3三个阶段,其中,s1阶段与s3阶段包括由多个控制点区分的子阶段,各阶段起始与终止的法向过载为1,各子阶段在最大法向过载与最小法向过载中按步长连续变化,s2阶段的法向过载及航迹角保持不变;

3、步骤2、确定飞机着舰过程中的最大法向过载变化量;

4、步骤3、基于已有的基础数据表插值出满足航迹高度误差的航迹角调整量及基准时间;

5、步骤4、根据所述基准时间确定飞机航迹高度修正值;

6、步骤5、当飞机航迹高度修正值在预设偏差内,确定所述基准时间可用,否则,修改所述基准时间;

7、步骤6、基于所述基准时间与飞机着舰的各个阶段修正参数计算各个子阶段的时间;

8、步骤7、基于所述法向过载最大变化量确定过载变化步长,并基于所述过载变化步长计算各个控制点的法向过载;

9、步骤8、基于各个控制点的法向过载及其与上一个控制点之间的子阶段的时间确定各个航迹点的角度控制变量及发动机推力;

10、步骤9、当各个航迹点的角度控制变量及发动机推力不满足飞行约束时,修改所述基准时间。

11、优选的是,步骤1中,航迹角调整段s1包括7个控制点,用于将起始航迹角θ1调整到可用的航迹角θ2,该阶段产生第一高度变化量δh1,高度位置调整段s2用于控制飞机以航迹角θ2做直线飞行,该段产生第二高度变化量δh2,航迹切入段s3包括7个控制点,用于将航迹角θ2调整到着舰航迹角θm,该段产生第三高度变化量δh3。

12、优选的是,步骤3进一步包括构建基础数据表,构建所述基础数据表包括:

13、步骤31、给定基准时间数组以及过载分布数组,所述基准时间数组涵盖有多个基准时间标准值,所述过载分布数组涵盖有多个法向过载最大变化量标准值;

14、步骤32、对任意的基准时间标准值与法向过载最大变化量标准值的组合序列,计算该组合序列的航迹角调整量标准值与飞机航迹高度修正值标准值;

15、步骤33、至少由基准时间标准值、法向过载最大变化量标准值、航迹角调整量标准值及飞机航迹高度修正值标准值组成所述基础数据表。

16、优选的是,步骤3进一步包括:

17、步骤34、确定所述基础数据表中与给定航迹高度误差最接近的飞机航迹高度修正值标准值;

18、步骤35、确定该飞机航迹高度修正值标准值所对应的基准时间标准值;

19、步骤36、在包含所述基准时间标准值的多个组合序列中,插值出与给定航迹高度误差对应的航迹角调整量;

20、步骤37、根据航迹角调整量计算出与给定航迹高度误差对应的基准时间。

21、优选的是,步骤5中,当飞机航迹高度修正值与给定航迹高度误差的差值小于0.15m时,确定飞机航迹高度修正值在预设偏差内。

22、优选的是,步骤6中,飞机着舰的各个阶段修正参数中,位于中间位置的控制点对应的修正参数大于位于两端的控制点的修正参数。

23、优选的是,步骤9进一步包括判断各个航迹点的角度控制变量及发动机推力是否满足飞行约束,包括:

24、计算最小航迹角,当所述最小航迹角小于最大可用下滑角,确定所述最小航迹角满足飞行约束;

25、计算最大升降舵偏转角,当所述最大升降舵偏转角小于给定的最大偏转角限制,确定所述最大升降舵偏转角满足飞行约束;

26、计算发动机推力,当所述发动机推力大于给定的发动机稳定工作的最小可用推力,确定所述发动机推力满足飞行约束。

27、本申请实现了着舰偏差的快速修正。



技术特征:

1.一种偏差快速修正的着舰控制方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的偏差快速修正的着舰控制方法,其特征在于,步骤1中,航迹角调整段s1包括7个控制点,用于将起始航迹角θ1调整到可用的航迹角θ2,该阶段产生第一高度变化量δh1,高度位置调整段s2用于控制飞机以航迹角θ2做直线飞行,该段产生第二高度变化量δh2,航迹切入段s3包括7个控制点,用于将航迹角θ2调整到着舰航迹角θm,该段产生第三高度变化量δh3。

3.如权利要求1所述的偏差快速修正的着舰控制方法,其特征在于,步骤3进一步包括构建基础数据表,构建所述基础数据表包括:

4.如权利要求3所述的偏差快速修正的着舰控制方法,其特征在于,步骤3进一步包括:

5.如权利要求1所述的偏差快速修正的着舰控制方法,其特征在于,步骤5中,当飞机航迹高度修正值与给定航迹高度误差的差值小于0.15m时,确定飞机航迹高度修正值在预设偏差内。

6.如权利要求1所述的偏差快速修正的着舰控制方法,其特征在于,步骤6中,飞机着舰的各个阶段修正参数中,位于中间位置的控制点对应的修正参数大于位于两端的控制点的修正参数。

7.如权利要求1所述的偏差快速修正的着舰控制方法,其特征在于,步骤9进一步包括判断各个航迹点的角度控制变量及发动机推力是否满足飞行约束,包括:


技术总结
本申请属于飞机控制技术领域,特别涉及一种偏差快速修正的着舰控制方法。该方法包括:将着舰航迹设计为包括三个阶段;确定飞机着舰过程中的最大法向过载变化量;插值出满足航迹高度误差的航迹角调整量及基准时间;根据基准时间确定飞机航迹高度修正值;当飞机航迹高度修正值在预设偏差内,确定所述基准时间可用,否则修改基准时间;计算三个阶段的各子阶段的时间;确定过载变化步长,并基于过载变化步长计算各个控制点的法向过载;确定各个航迹点的角度控制变量及发动机推力;当各个航迹点的角度控制变量及发动机推力不满足飞行约束时,修改基准时间。本申请在保证飞机安全着陆的前提下,缩短着陆距离,提高军用运输机的作战效能。

技术研发人员:张声伟
受保护的技术使用者:中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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