针对寻的导弹人在回路飞控系统的设计问题,提出一种 Vega/Creator 视景仿真与导弹飞控系统设计相结合的设计方法。
计 算 机 工 程 第 36 卷 第9期
V ol.36 No.9 Computer Engineering ·工程应 用技术与实现·
文章编号：1000—3428(2010)09—0243—03
文献标识码：A
2010年5月
May 2010
中图分类号：TP391.9
基于Creator/Vega的寻的导弹飞控系统
张飞宇，闫晓勇
(北京理工大学宇航科学技术学院，北京 100081)
摘 要：针对寻的导弹人在回路飞控系统的设计问题，提出一种Vega/Creator视景仿真与导弹飞控系统设计相结合的设计方法。人在回路的构建采用以飞行摇杆作为指令输入、将人体动力学环节加入制导回路从而使系统闭合的方法。仿真实验结果证明，该设计不仅考察飞控系统的适应能力，而且为飞控系统的参数设计提供必要的实验依据，解决人在回路飞控系统设计的成型问题。 关键词：视景仿真；寻的导弹；飞控系统；人在回路
Homing Missile Flight Control System Based on Creator/Vega
ZHANG Fei-yu, YAN Xiao-yong
(School of Aerospace Science and Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081)
【Abstract】Aiming at the desigh problem of the homing missile man-in-the-loop fight control system, the method of combining Vega/Creator virtual simulation with the flight control system design is brought forward. According to the operator’s operation, the data from the stick device are real-time dealt with, the closed homing system including kinetics of human body is adopted, so the man-in-the-loop system design is formed. Simulational result shows that the adaptive capacity of flight control system can be inspected and the parameters of control system can be designed by means necessary experiments, the man-in-the-loop design problem is solved. 【Key words】virtual simulation; homing missile; flight control system; man-in-the-loop
1 概述
在现代导弹控制系统设计过程中，视景仿真经作为一种重要的辅助设计手段而得到普遍应用。通过合理的建模和仿真能够较为真实地再现实际飞行试验中的情形，为设计人员提供视觉认识环境，目前，基于给定飞行数据的视景仿真在产品演示领域发展较为成熟，精确的建模和实时解算依赖于处理器的运算能力，近年来，计算机硬件的发展使得模型的实时处理能力大大提高，运用Vega API实现对导弹的实时模型解算和飞行参数计算成为可能。包含人体动力学环节的控制系统在视景仿真中得到了验证，计算机的运算能力保证了Vega仿真系统中硬件输入的中断实时处理，视景仿真已经不再单独作为演示工具，在导弹控制系统的设计中，引入视景仿真手段能够为参数设计提供必要的依据。在寻的导弹控制系统设计中，较为复杂的是人体动力学环节的模型估计，传统的估计模型不可能真实地表征操纵手的实际动态特性，基于以上情况，如能在Vega API视景仿真基础上构建存在外设输入的实时仿真系统，将为控制系统的设计带来诸多好处，并在研制费用和周期上得到一定程度上的缩减，在系统设计完成后进行适当调整还可为操纵手提供训练环境。
上，将控制系统程序和Vega API相结合，生成所需的设计结果[4]。引入摇杆接口模块使系统外部闭环，实现操纵手参与导引过程。根据仿真结果进行分析，做出对系统参数的适当调整最终获取最优参数设置。系统设计流程如图1所示。
图1 系统设计流程
2 问题的提出及建模
2.1 需求分析及模型规划
图像制导导弹在进入搜索阶段后其搜索画面将实时显示在控制台的监视屏上。要求操纵手根据视频图像及相关数据对图象进行人工识别，当确认是所要打击的目标后，通过操纵杆控制导弹接近目标。
根据弹体结构尺寸建立Creator实体模型，以LynX进行模型处理[1]，并将导弹弹道解算方程嵌入仿真环境[2]，通过Matlab/Simulink对系统控制系统进行初步设计[3]，在此基础
2.2 Creator模型优化
为了满足视景仿真实验的需要，通过Creator建立基于OpenFlight格式的高精度的导弹与目标模型，其中，导弹弹体、舵、翼面尺寸要和实体一致。为适应实时仿真的需要，通过合理控制多边形的数量对模型进行适度的优化设计很有必要。
通过LOD技术创建包含不同细节的版本的模型，随着视点与模型距离的变化，模型自动转换为不同的细节版本。在数字地面仿真模型建立过程中，采用实际高程模型，转换为
作者简介：张飞宇(1979－)，男，博士研究生，主研方向：飞行器总体设计，制导与控制；闫骁勇，博士研究生 收稿日期：2009-12-12 E-mail：zfy113@http://www.77cn.com.cn
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