适用于空气舵与矢量舵的舵机控制飞行器及试验方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115016516A(43)申请公布日2022.09.06(21)申请号202210668242.2(22)申请日2022.06.14(71)申请人西安深瞳智控技术有限公司地址710061陕西省西安市高新区毕原二路西科控股硬科技企业社区11号楼二楼南边(72)发明人徐涛吴丹(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200专利代理师房鑫(51)Int.Cl.G05D1/08(2006.01)G05D1/10(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称适用于空气舵与矢量舵的舵机控制飞行器及试验方法(57)摘要本发明公开了一种适用于空气舵与矢量舵的舵机控制飞行器及试验方法，飞行器包括由头部至尾部依次装配在一起的导引头、战斗部、电池、导航控制一体机、舵机以及电涵道；电涵道内部设有涵道风扇，导航控制一体机能够无线接收地面设备发送的飞行器控制指令并给地面设备反馈飞行器状态信息，电池提供舵机以及涵道风扇的运转动力，舵机包括空气舵与矢量舵控制模式，飞行器发射初期，由矢量舵对飞行器的位置和姿态进行调整，当动力不足时，转为空气舵继续调整飞行器的位置和姿态。本发明飞行器以电涵道作为动力，基本没有热辐射，因此隐蔽性较好，攻击近距离目标很难被发现，使用电池驱动相比于火箭发动机能够有效节省成本。CN115016516ACN115016516A权利要求书1/2页1.一种适用于空气舵与矢量舵的舵机控制飞行器，其特征在于：包括由头部至尾部依次装配在一起的导引头(1)、战斗部(2)、电池(3)、导航控制一体机(4)、舵机(5)以及电涵道(6)；所述电涵道(6)内部设置有涵道风扇(5)，所述导航控制一体机(4)无线接收地面设备发送的飞行器控制指令并给地面设备反馈飞行器状态信息，所述电池(3)提供舵机(5)以及涵道风扇(5)的运转动力，所述舵机(5)包括空气舵与矢量舵控制模式，当未能捕获目标时，飞行器按照中制导模式沿预定弹道飞行，此时动力充足，飞行器以矢量舵控制模式进行飞行，成功捕获目标后，转为末制导，导航控制一体机(4)接收导引头(1)的速度环跟踪指令实时做出响应，当动力裕量没有达到设定门限时，仍以矢量舵控制模式对飞行器进行控制，当动力裕量超过设定门限时，转为空气舵控制模式对飞行器进行控制。2.根据权利要求1所述适用于空气舵与矢量舵的舵机控制飞行器，其特征在于：所述的电池(3)采用高倍率锂电池。3.根据权利要求2所述适用于空气舵与矢量舵的舵机控制飞行器，其特征在于：还包括电池温度控制模块，用于监测并调节电池(3)的温度，使电池(3)的输出能力保持最佳。4.根据权利要求1所述适用于空气舵与矢量舵的舵机控制飞行器，其特征在于：所述电涵道(6)尾部加入另一反扭方向的导流叶片，用于平衡由电涵道(6)产生的反扭力矩。5.根据权利要求1所述适用于空气舵与矢量舵的舵机控制飞行器，其特征在于：所述地面设备包括无线地面发射装置与地面无线接收装置；通过将飞行器与飞行器起控装置放入发射架内，所述无线地面发射装置给飞行器起控装置发送飞行器的发射指令，使飞行器按照正确姿态发射；所述地面无线接收装置用于实时接收飞行器的状态信息，所述飞行器的状态信息包括导引头(1)的工作状态以及飞行器的线速度、加速度、位置坐标。6.根据权利要求1所述适用于空气舵与矢量舵的舵机控制飞行器，其特征在于：所述电涵道(6)所提供的推力使飞行器的飞行马赫数为0.5Ma。7.根据权利要求1所述适用于空气舵与矢量舵的舵机控制飞行器，其特征在于：所述舵机(5)设置有多个，在飞行器的外周均匀对称的进行布置。8.一种如权利要求1‑7中任意一项所述适用于空气舵与矢量舵的舵机控制飞行器的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：将飞行器固定在推力测试台上，在不同的油门开度下，得到电涵道(6)的实际推力曲线；试验获得电池(3)随温度和时间变化的多维度输出电流曲线；根据电涵道(6)的实际推力曲线以及电池(3)随温度和时间变化的多维度输出电流曲线设定参数进行调试，优化三通道的控制K值，使执行机构矢量舵作用的俯仰、偏航、滚转三通道的姿态控制的超调、相位滞后达到标准，保证飞行器全系统的稳态平衡；对飞行器进行外场试验测试，在飞行器成功起控后，根据目标信息，空气舵与矢量舵控制模式控制的飞行器全程自主追踪目标，飞行器发射初期，由矢量舵对飞行器的位置和姿态进行调整，当动力不足时，转为空气舵继续调整飞行器的位置和姿态，直至击中目标。9.根据权利要求8所述的试验方法，其特征在于，所述对飞行器进行外场试验测试时，给飞行器上电，观察舵机(5)角度是否正确，观察飞行器的三通道姿态角、角速度、加速度是否正常，如果正常，等待设定时间后，再观察IMU融合后的输出三通道姿态角是否