1.一種適應(yīng)長時間失控的姿態(tài)控制方法,其特征在于包括如下步驟:
(1)在起控后的每個控制計算周期T內(nèi),根據(jù)飛行器慣組給出的姿態(tài)角增量信息,計算飛行器箭體系三通道的角速度
其中,Δθx1、Δθy1、Δθz1分別為T時間內(nèi)飛行器箭體系x1、y1、z1通道的角增量,ωx1GZ、ωy1GZ、ωz1GZ分別為T時間內(nèi)飛行器繞箭體系x1、y1、z1軸的角速度;
(2)根據(jù)飛行器轉(zhuǎn)動慣量理論值Jα、噴管推力理論值Pα、噴管到旋轉(zhuǎn)軸距離理論值Lα,計算其中,α=x1,y1或z1。
(3)將中的最大值記為mxx,如果Δθα≤-mxx,則開啟α通道使負向角速度減小的噴管;如果Δθα≥mxx,則開啟α通道使正向角速度減小的噴管;如果|Δθα|<mxx或ΔθαΔθα,-1<0,則關(guān)閉α通道的噴管,該通道角速度控制結(jié)束,不再根據(jù)角增量大小Δθα控制噴管開啟或關(guān)閉,其中Δθα,-1為前一控制計算周期的角速度;
(4)在x1、y1、z1通道的噴管全部關(guān)閉的時刻tq,根據(jù)程序四元數(shù)和實際四元數(shù)實時計算飛行器箭體系x1、y1、z1通道的姿態(tài)角偏差,利用姿態(tài)角偏差對飛行器進行控制,使飛行器運行到標(biāo)準(zhǔn)彈道姿態(tài)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)長時間失控的姿態(tài)控制方法,其特征在于:所述步驟(4)中計算姿態(tài)角偏差的方法為:
(2.1)利用公式計算程序四元數(shù)和實際四元數(shù)的偏差,其中,Q-1=[q0 -q1 -q2 -q3]T;
(2.2)如果Δq0<0,則令ΔQ=-ΔQ,否則ΔQ不變;
(2.3)利用公式δθ=2arccos(Δq0)計算δθ,如果δθ<10-4弧度,則飛行器箭體系x1、y1、z1通道的姿態(tài)角偏差Δγ1、Δψ1、分別為
如果δθ≥10-4弧度,則
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)長時間失控的姿態(tài)控制方法,其特征在于:所述步驟(4)中,利用公式
計算t時刻的實際四元數(shù)其中由t-T時刻實際四元數(shù)確定,起飛時刻的實際四元數(shù)由初始對準(zhǔn)測量得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)長時間失控的姿態(tài)控制方法,其特征在于:所述步驟(4)中利用四元數(shù)固定目標(biāo)的調(diào)姿方法,在線實時計算生成程序四元數(shù)其中程序四元數(shù)初值設(shè)置為全部噴管關(guān)閉時刻tq對應(yīng)的實際四元數(shù)終值為調(diào)姿結(jié)束時刻te對應(yīng)的程序四元數(shù)
其中,為調(diào)姿結(jié)束時刻te對應(yīng)的彈道程序角,為已知量。