【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及飛行器軌跡規劃，具體涉及一種滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法。
技術介紹
1、從工程研制的成本考慮，對飛行器的邊界性能進行挖掘時，盡量不改變飛行器產品本身，首要選擇是從軌跡規劃的領域去挖掘。軌跡規劃描述為在給定的約束條件下，基于微分方程反復迭代，最終找出一種可行的程序角變化規律。
2、為順利完成飛行器飛行，軌跡規劃中必須充分考慮各種過程約束條件，如滿足結構強度需求的過載約束、滿足熱環境需求的動壓及駐點熱流約束、滿足控制需求的姿態變化率及最大值約束等。其中，載荷約束條件一般為飛行過程中過載絕對值不超過最大值，
3、基于以上過程約束，若想從軌跡規劃領域去挖掘飛行器的邊界性能，就需要設計更加精細化的飛行過載。相關技術中，現有方法是設計程序角，再看過載曲線是否滿足最大值約束條件，但這種將過載作為約束的方法不夠精細，只能看最大值是否滿足，規劃出的軌跡也很難滿足過載精細化的設計要求，不足以達到挖掘飛行器的邊界性能的目的。而且計算過程中需要反復迭代，必然會造成計算量大、計算速度慢，但在工程研制中，即使在過載精細化的設計要求下，計算速度也不能降低。
技術實現思路
1、本申請所要解決的技術問題是相關技術中以過載作為約束的軌跡規劃方法計算速度較慢，且難以滿足過載精細化設計要求。
2、本申請實施例提供一種滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法，包括以下步驟：
3、基于飛行器的氣動參數，建立法向過載攻角基礎數表和/或橫向過載側滑角基礎數表的計算模
4、建立飛行器軌跡規劃模型，以期望過載作為設計值，通過所述法向過載攻角基礎數表和/或橫向過載側滑角基礎數表的計算模型計算對應攻角和/或側滑角作為設計程序角，以得到滿足期望過載設計值的軌跡。
5、在一種實施方式中，所述滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法包括規劃主動段軌跡，所述規劃主動段軌跡包括：
6、基于飛行器主動段的氣動參數，建立所述主動段的法向過載攻角基礎數表和/或橫向過載側滑角基礎數表的計算模型；
7、建立飛行器主動段軌跡規劃模型，根據所述飛行器發動機工作時間段設計所述主動段的期望過載，通過所述主動段的法向過載攻角基礎數表和/或橫向過載側滑角基礎數表的計算模型計算對應攻角和/或側滑角作為設計程序角，以得到滿足所述主動段期望過載設計值的主動段軌跡。
8、在一種實施方式中，所述基于飛行器主動段的氣動參數，建立所述主動段的法向過載攻角基礎數表的計算模型包括：
9、將所述飛行器主動段的法向過載離散為系列值，形成主動段預期法向過載數組；
10、將所述飛行器主動段的質量在滿載質量和空載質量之間離散為系列值，形成主動段質量數組；
11、將所述飛行器主動段的飛行速度離散為系列值，形成主動段飛行速度數組；
12、將所述飛行器主動段的飛行高度離散為系列值，形成主動段飛行高度數組；
13、將所述主動段質量數組、主動段飛行速度數組和主動段飛行高度數組作為所述飛行器的當前狀態，計算出當滿足所述主動段預期法向過載數組約束時的法向過載及其對應攻角，形成所述主動段的法向過載攻角基礎數表的計算模型。
14、在一種實施方式中，所述將所述主動段質量數組、主動段飛行速度數組和主動段飛行高度數組作為所述飛行器的當前狀態，計算出當滿足所述主動段預期法向過載數組約束時的法向過載及其對應攻角，形成所述主動段的法向過載攻角基礎數表的計算模型包括：
15、將所述主動段質量數組、主動段飛行速度數組和主動段飛行高度數組作為所述飛行器的當前狀態；
16、根據主動段的初始攻角計算對應法向過載ny，側滑角設計為0；
17、計算公式為：ny＝cn·qz·sz/mass；
18、其中，cn為法向力系數；qz為動壓；sz為飛行器在主動段的特征面積；mass為飛行器質量；
19、若計算出的法向過載不滿足與主動段預期法向過載數組約束，則調整攻角直至計算出法向過載滿足與主動段預期法向過載數組約束，記錄此刻的攻角；
20、重復上述步驟直至計算出所有狀態的攻角，形成所述主動段的法向過載攻角基礎數表的計算模型。
21、在一種實施方式中，當攻角達到所述主動段的氣動參數給定的邊界值，計算出的法向過載仍不滿足與主動段預期法向過載數組約束，則以最接近的邊界攻角代替此刻的攻角。
22、在一種實施方式中，所述通過所述主動段的法向過載攻角基礎數表和/或橫向過載側滑角基礎數表的計算模型計算對應攻角和/或側滑角作為設計程序角包括：
23、讀取所述主動段的法向過載攻角基礎數表和/或橫向過載側滑角基礎數表；
24、根據當前時刻的飛行器質量、飛行高度、飛行速度和期望過載，代入到所述主動段的法向過載攻角基礎數表和/或橫向過載側滑角基礎數表進行四元插值，得到對應攻角和/或側滑角作為設計程序角。
25、在一種實施方式中，所述滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法包括規劃被動段軌跡，所述規劃被動段軌跡包括：
26、基于飛行器被動段的氣動參數，得到所述被動段的法向過載攻角基礎數表和/或橫向過載側滑角基礎數表的計算模型；
27、建立飛行器被動段軌跡規劃模型，設計所述飛行器被動段的期望過載，通過所述被動段的法向過載攻角基礎數表和/或橫向過載側滑角基礎數表的計算模型計算對應攻角和/或側滑角作為設計程序角，以得到滿足所述被動段期望過載設計值的被動段軌跡。
28、在一種實施方式中，所述基于飛行器被動段的氣動參數，建立所述被動段的法向過載攻角基礎數表的計算模型包括：
29、將所述飛行器被動段的法向過載離散為系列值，形成被動段預期法向過載數組；
30、將所述飛行器被動段的飛行速度離散為系列值，形成被動段飛行速度數組；
31、將所述飛行器被動段的飛行高度離散為系列值，形成被動段飛行高度數組；
32、將所述被動段飛行速度數組和被動段飛行高度數組作為所述飛行器的當前狀態，計算出當滿足所述被動段預期法向過載數組約束時的法向過載及其對應攻角，形成所述被動段的法向過載攻角基礎數表的計算模型。
33、在一種實施方式中，建立所述被動段的法向過載攻角基礎數表的計算模型之前，對所述被動段的氣動參數進行配平處理。
34、在一種實施方式中，所述通過所述被動段的法向過載攻角基礎數表和/或橫向過載側滑角基礎數表的計算模型計算對應攻角和/或側滑角作為設計程序角包括：
35、讀取所述被動段的法向過載攻角基礎數表和/或橫向過載側滑角基礎數表；
36、根據當前時刻飛行器的飛行高度、飛行速度和期望過載，代入到所述被動段的法向過載攻角基礎數表和/或橫向過載側滑角基礎數表進行三元插值，得到對應攻角和/或側滑角作為設計程序角。
37、本申請實施例提供的技術方案帶來的有益效果包括：
38、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法，其特征在于，所述滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法包括規劃主動段軌跡，所述規劃主動段軌跡包括：
3.如權利要求2所述的滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法，其特征在于，所述基于飛行器主動段的氣動參數，建立所述主動段的法向過載攻角基礎數表的計算模型包括：
4.如權利要求3所述的滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法，其特征在于，所述將所述主動段質量數組、主動段飛行速度數組和主動段飛行高度數組作為所述飛行器的當前狀態，計算出當滿足所述主動段預期法向過載數組約束時的法向過載及其對應攻角，形成所述主動段的法向過載攻角基礎數表的計算模型包括：
5.如權利要求4所述的滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法，其特征在于，當攻角達到所述主動段的氣動參數給定的邊界值，計算出的法向過載仍不滿足與主動段預期法向過載數組約束，則以最接近的邊界攻角代替此刻的攻角。
6.如權利要求2所述的滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法，其特征
7.如權利要求1或2所述的滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法，其特征在于，所述滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法包括規劃被動段軌跡，所述規劃被動段軌跡包括：
8.如權利要求7所述的滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法，其特征在于，所述基于飛行器被動段的氣動參數，建立所述被動段的法向過載攻角基礎數表的計算模型包括：
9.如權利要求8所述的滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法，其特征在于，建立所述被動段的法向過載攻角基礎數表的計算模型之前，對所述被動段的氣動參數進行配平處理。
10.如權利要求7所述的滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法，其特征在于，所述通過所述被動段的法向過載攻角基礎數表和/或橫向過載側滑角基礎數表的計算模型計算對應攻角和/或側滑角作為設計程序角包括：
...【技術特征摘要】
1.一種滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法，其特征在于，所述滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法包括規劃主動段軌跡，所述規劃主動段軌跡包括：
3.如權利要求2所述的滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法，其特征在于，所述基于飛行器主動段的氣動參數，建立所述主動段的法向過載攻角基礎數表的計算模型包括：
4.如權利要求3所述的滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法，其特征在于，所述將所述主動段質量數組、主動段飛行速度數組和主動段飛行高度數組作為所述飛行器的當前狀態，計算出當滿足所述主動段預期法向過載數組約束時的法向過載及其對應攻角，形成所述主動段的法向過載攻角基礎數表的計算模型包括：
5.如權利要求4所述的滿足過載期望設計的軌跡快速規劃方法，其特征在于，當攻角達到所述主動段的氣動參數給定的邊界值，計算出的法向過載仍不滿足與主動段預期法向過載數組約束，則以最接近的邊界攻角代替此刻的攻角。
【專利技術屬性】
技術研發人員：毛金娣，祁釋冰，張同舟，徐澤超，曾長，孟斌，崔躍軍，吳華君，何穎，陳子浩，史祥鵬，羅浩浩，林松，單華偉，毛靖，袁蒙，
申請(專利權)人：湖北航天技術研究院總體設計所，
類型：發明
國別省市：
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