拖靶系统飞行动力学数字仿真研究

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1、2013年6月宇航计测技术Jun．．2013第33卷第3期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementV01．33．No．3文章编号：1000一7202(2013)03-0077-04中图分类-号：V212文献标识码：A拖靶系统飞行动力学数字仿真研究陈峰朱文来葛峰(辽宁兴城92419部队，辽宁兴城125106)摘要首先对拖靶系统飞行动力学模型进行了简化，阐述了拖靶系统飞行动力学数字仿真基本原理。其次对模型进行了线性化处理，确定了升力与舵翼角的关系、张力变化与高度变化的关系以及垂向速度对应的阻尼系数，进而建立了垂

2、向高度、速度以及舵翼角之间关系的线性微分方程，求得了拖靶垂向运动传递函数。最后在不同海情、不同加速度偏差以及不同高度偏差等使用条件下，对拖靶系统的工作过程进行了全数字仿真研究，其研究结果有助于拖靶系统的设计和应用研究。关键词+拖靶系统飞行动力学数字仿真ResearchonDigitalSimulationinFlightDynamicsofTowedTargetSystemCHENFengZHUWen·laiGEFeng(ThePLA92419unit，XingChengcity，Xingcheng，Liaoning125106)AbstractFir

3、stly，themodelofnightdynamicsoftowedtargetsystemissimplified，andthefandamen-talprincipleofdigitalsimulationinflightdynamicsoftowedtargetsystemiselaborated．Secondly，alinearprocessingistakeninmodelfordefiningtherelationbetweenliftforceandrudderwingajngle，ckmgesinbothtensionandheigh

4、t，aswell鹊thecorrespondingdampingfactortoverticalspeed．Thereby，thelineardiffer-entialequationsaleestablishedandthetransferfunctioninverticalmotionoftowedtargetwitllverticalheight．speedandrudderwiIlgangleissolved．Finally，fulldigitalsimulationstudyistakenintheworkingprocedureoftowe

5、dtargetsystemunderdifferentoceaniccondition，differentdeviationofaccelerationandheight．There—searchresultwillcontributetothedesignandapphcationstudyoftowedtargetsystem．Keywords+TowedtargetsystemFlightdynamicsDigitalsimulation1引言与普通的飞行器动力学模型相比，拖靶系统动力学模型要复杂得多。拖靶系统动力学方程包括了两组常微分方程组、一

6、组偏微分方程组和由约束关系等构成的代数方程组。从理论上说，给定初始条件和边界条件后，即可求解。根据拖靶系统使用特点，本文研究中对模型进行了简化。1)不考虑拖机的姿态运动，其运动轨迹作为系统的输入条件；2)拖缆的运动处于瞬时平衡状态，即拖缆运动和力学状态只与该瞬间的状态有关；3)只考虑拖靶的垂向运动，即拖靶的姿态运动和水平速度的变化不予考虑。2仿真基本过程在实际飞行中，在拖机稳定平直飞行时，操靶员通过“开高控”遥控指令使高度控制分系统开始工作，控制拖靶在设定高度以飞行；通过“关高控”遥控指令，可以使高度控制分系统停止工作。通常，在“开高控”前，拖靶的高度

7、会比给定高度高大约几十米，此时的舵翼角为零度，拖靶的高度为no；在“开高控”之后，舵翼角会稳定到设计的角宇航计测技术2013年度瓯附近，并根据拖靶的垂向高度和垂向速度不断的调整舵翼角，以控制拖靶在设定高度飞行；在“关高控”后，舵翼角恢复到零度并保持。数字仿真中，根据高度控制分系统的工作过程，主要模拟了“开高控”后的拖靶飞行过程。采用迭代公式对滤波和控制律进行离散化处理，以模拟高度控制分系统中的数字微处理器的信号输出。在此基础上，加入了模拟噪声、饱和以及延时等实际系统中的非线性环节。高度控制分系统模型在MATLAB7．0的simu-link环境中进行了全

8、数字仿真【1J，仿真结构如图l所示。3拖靶垂向运动的传递函数图1高度控制数字仿真图3．1动力学