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[發明專利]一種基于高度-航程剖面的飛行器速度預測方法有效

專利信息
申請號: 202011040059.5 申請日: 2020-09-28
公開(公告)號: CN112348228B 公開(公告)日: 2022-05-17
發明(設計)人: 張冉;王嘉煒;李惠峰;師鵬 申請(專利權)人: 北京航空航天大學
主分類號: G06Q10/04 分類號: G06Q10/04;G06F17/11
代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232 代理人: 王順榮;唐愛華
地址: 100191*** 國省代碼: 北京;11
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 基于 高度 航程 剖面 飛行器 速度 預測 方法
【權利要求書】:

1.一種基于高度-航程剖面的飛行器速度預測方法,其特征在于:其具體步驟如下:

步驟一、獲取速度預測參數

獲取速度預測所需的參數:當前航程、當前速度、當前質量、終止航程和高度-航程剖面,并將當前航程、當前速度和當前質量設置為預測時航程、速度和質量的初值;

步驟二、計算速度對航程的導數

應用航程、速度、質量和高度-航程剖面,計算速度對航程的導數;

步驟三、計算質量對航程的導數

應用飛行器的燃料秒耗率和航程對時間的導數,計算質量對航程的導數;

步驟四、更新航程、速度和質量

以航程為自變量對速度和質量進行積分,更新航程、速度和質量,若航程小于終止航程,則轉步驟二繼續計算;若航程等于終止航程,則終止計算,并輸出速度預測結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于高度-航程剖面的飛行器速度預測方法,其特征在于:在步驟一中所述的“航程”,是指飛行器在地球表面投影移動的距離;在步驟一中所述的“高度-航程剖面”,是指以航程為自變量、高度為應變量的函數;在步驟一中所述的“獲取速度預測參數”,其具體作法如下:從飛行器的導航系統中,獲取當前航程s0和當前速度V0;從飛行器的制導系統中,獲取當前質量m0、終止航程sf和高度-航程剖面h(s);在步驟一中所述的“將當前航程、當前速度和當前質量設置為預測時航程、速度和質量的初值”,其具體作法如下:

將當前航程s0、當前速度V0和當前質量m0設置為預測時航程s、速度V和質量m的初值,公式為:

s←s0 (1)

V←V0 (2)

m←m0 (3)。

3.根據權利要求1所述的一種基于高度-航程剖面的飛行器速度預測方法,其特征在于:在步驟二中所述的“速度對航程的導數”,是指以航程為自變量、速度為應變量的函數的導數,其等于速度對時間的導數除以航程對時間的導數;

在步驟二中所述的“計算速度對航程的導數”,其具體作法如下:

首先,計算高度h、高度h對航程s的導數h'和高度h對航程s的二階導數h”,公式為:

h=h(s) (4)

隨后,計算飛行路徑角γ,公式為:

公式中RE為地球半徑;

隨后,計算航程s對時間t的導數公式為:

隨后,計算飛行路徑角γ對航程s的導數γ',公式為:

隨后,計算飛行路徑角γ對時間t的導數公式為:

隨后,計算法向力FN,公式為:

公式中σ為傾側角,μ為地球引力常數;

隨后,計算攻角α,數值求解關于攻角α的方程:

公式中T為推力,ρ為大氣密度,Sref為參考面積,CL為與飛行器氣動有關的函數;

隨后,計算軸向力FT,公式為:

公式中CD為與飛行器氣動有關的函數;

隨后,計算速度V對時間t的導數公式為:

最后,計算速度V對航程s的導數V′,公式為:

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