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申请/专利权人：湖北航天技术研究院总体设计所

摘要：本申请涉及一种双级推力可调固体运载姿态控制方法及装置，其包括步骤：基于三通道刚体动力学以及双级推力固体运载姿控特性建立双级推力运载动力学模型；根据所述双级推力的宽温条件确定三通道动力系数；根据所述双级推力运载动力学模型和所述三通道动力系数计算三通道控制输出力，并根据所述三通道控制输出力实现双级推力可调固体运载姿态控制。本发明可实现具有宽温适应性的双级推力固体运载姿控系统的高精度控制，且设计结构简单，可靠性高，具有极强的工程应用前景。

主权项：1.一种双级推力可调固体运载姿态控制方法，其特征在于，其包括步骤：基于三通道刚体动力学以及双级推力固体运载姿控特性建立双级推力运载动力学模型；根据所述双级推力的宽温条件确定三通道动力系数；根据所述双级推力运载动力学模型和所述三通道动力系数计算三通道控制输出力，并根据所述三通道控制输出力实现双级推力可调固体运载姿态控制；所述基于三通道刚体动力学以及双级推力固体运载姿控特性建立双级推力运载动力学模型，包括步骤：基于第一公式建立所述双级推力运载动力学模型；所述第一公式为：∑1:其中，Jxt、Jyt、Jzt分别对应为滚动、偏航及俯仰通道的转动惯量；分别对应为俯仰、偏航及滚动通道的姿态角加速度；分别对应为俯仰、偏航及滚动通道的姿态角速度；Ppt、Pyt、Prt分别对应为俯仰、偏航及滚动通道的固体运载姿态控制输出控制推力；xp、xy为俯仰及偏航通道的固体运载姿态控制喷管相对于运载器参考零点距离；xr为滚动通道固体运载姿态控制作用力臂；xct为航天器质心，Mxt、Myt、Mzt为俯仰、偏航及滚动通道的干扰力矩；所述根据所述双级推力的宽温条件确定三通道动力系数，包括步骤：根据所述双级推力的不同宽温适应范围计算宽温条件下的固体运载姿态控制输出力；根据所述宽温条件下的固体运载姿态控制输出力和固体运载的三通道阀芯行程长度计算所述三通道动力系数；所述根据所述双级推力的不同宽温适应范围计算宽温条件下的固体运载姿态控制输出力，包括步骤：根据第二公式计算所述宽温条件下的固体运载姿态控制输出力；所述第二公式包括：Ft＝F1tt1-Δt1≤t∪t2+Δt2≤t，∑2:其中，Ft为设计的内弹道推力也即所述固体运载姿态控制输出力，F1t为基准内弹道推力，t1为基准内弹道低级推力段截止时刻，Δt1为低级推力段的宽温适应范围，t2为基准内弹道高级推力段的进入时刻，Δt2为高级推力段的宽温适应范围，k的限幅在[01]范围内；所述根据所述宽温条件下的固体运载姿态控制输出力和固体运载姿态控制的三通道阀芯行程长度计算所述三通道动力系数，包括步骤：根据第三公式计算所述三通道动力系数；所述第三公式为：∑3:其中，Pd3t、Yd3t、Rd3t为俯仰、偏航及滚动通道动力系数；Np、Ny、Nr为俯仰、偏航及滚动通道所使用固体运载姿态控制发动机的台数，lp、ly、lr为俯仰、偏航及滚动通道的固体运载姿态控制阀芯行程长度；根据所述双级推力运载动力学模型和所述三通道动力系数计算三通道控制输出力，包括步骤：根据第四公式计算所述三通道控制输出力；所述第四公式包括：∑4:∑5:其中，wcp、wcy、wcr分别对应为俯仰、偏航及滚动通道设定的控制带宽值，Ts为实际控制周期，Δψt、Δγt分别对应为俯仰、偏航及滚动通道未滤波的姿态角偏差，AP0t、AP1t、AP2t、BP0t、BP1t、BP2t分别对应为俯仰通道低通滤波器参数值；AY0t、AY1t、AY2t、BY0t、BY1t、BY2t分别对应为偏航通道低通滤波器参数值；AR0t、AR1t、AR2t、BR0t、BR1t、BR2t分别对应为滚动通道低通滤波器参数值，Upt、Uyt、Urt为中间变量，Pmaxp、Pmaxy、Pmaxr分别对应为俯仰、偏航及滚动通道姿控全开推力，Ppt、Pyt、Prt分别对应为俯仰、偏航及滚动通道的控制输出力，z-1为z的负标识前点值，即上一时刻值。

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