一种新型的弹射座椅程序控制方法
专利汇可以提供一种新型的弹射座椅程序控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种新型的弹射座椅程序控制方法，属于航空弹射救生技术领域，该方法首先根据弹射座椅在低空不利 姿态 情况下弹射的安全救生要求，设计姿态控制方案，确定不同姿态控制方案的执行机构、控制参数和弹射状态参数；然后建立弹射座椅弹射全过程的数学模型及仿真程序，通过仿真得到使性能最优的样本点集，并用样本点集训练和测试BP神经网络，最后将得到的BP神经网络模型写入弹射座椅程序 控制器 。本发明可以有效避免对状态参数进行空间划分，不受弹射状态参数及控制参数数量的限制，并且保证在 状态空间 全局范围内控制参数的最优性。，下面是一种新型的弹射座椅程序控制方法专利的具体信息内容。
1.一种新型的弹射座椅程序控制方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：根据弹射座椅在低空不利姿态情况下弹射的安全救生要求，设计姿态控制方案；
步骤2：确定不同姿态控制方案的执行机构，明确不同姿态控制方案下的控制参数和弹射状态参数；
步骤3：建立弹射座椅弹射全过程的数学模型及仿真程序，实现弹射全过程轨迹姿态的仿真计算；
步骤4：固定不同姿态控制方案下的一组弹射状态参数，根据最优计算模型，采用步骤3的仿真程序，计算求得满足最优性能的控制参数；
步骤5：不断改变弹射状态参数，从而确定弹射状态参数全局范围内的最优控制参数，形成点集映射；
步骤6：建立BP神经网络模型，以点集映射作为样本点集，对神经网络展开训练及测试，得到测试后符合精度要求的BP神经网络模型；
步骤7：将步骤6得到的BP神经网络模型写入弹射座椅程序控制器，即可实现最终的程序控制。
2.根据权利要求1所述的一种新型的弹射座椅程序控制方法，其特征在于：
所述姿态控制方案包括：横滚姿态控制、俯仰姿态控制和横滚俯仰同时控制三种；
所述不同姿态控制方案的执行机构如下：
横滚姿态控制的执行机构为：左右横滚姿态控制火箭和主火箭包开关；
俯仰姿态控制的执行机构为：俯仰姿态控制火箭；
横滚俯仰同时控制的执行机构为：左右横滚姿态控制火箭、主火箭包开关和俯仰姿态控制火箭；
所述不同姿态控制方案下的控制参数和弹射状态参数如下：
横滚姿态控制：控制参数为左右横滚姿态控制火箭的点火时间间隔DelayTime和主火箭包开关RocketSwitch；状态参数为弹射速度和横滚角；
俯仰姿态控制：控制参数为俯仰姿态控制火箭的点火时间PitchRocketTime；状态参数为弹射速度和俯冲角；
横滚俯仰同时控制：控制参数为左右横滚姿态控制火箭的点火时间间隔DelayTime、主火箭包开关RocketSwitch和俯仰姿态控制火箭的点火时间PitchRocketTime；状态参数为弹射速度、横滚角和俯冲角。
3.根据权利要求1和2所述的一种新型的弹射座椅程序控制方法，其特征在于所述步骤
4的过程如下：
步骤4.1：判断执行的控制方案种类，若为横滚姿态控制方案，则执行步骤4.2至步骤
4.5；若为俯仰姿态控制方案，则执行步骤4.6至步骤4.9；若为横滚俯仰同时控制则执行步骤4.10至步骤4.13；
步骤4.2：根据横滚姿态控制方案，确定决策变量为DelayTime和RocketSwitch，其中，DelayTime为滚转姿态控制火箭点火时间间隔，RocketSwitch为主火箭包切断开关；
步骤4.3：以救生伞张满时的轨迹高度最高为最优计算模型的目标函数：
max InflationHeight(DelayTime,RocketSwitch)
其中，函数InflationHeight表示救生伞充满时人伞系统的轨迹高度；
步骤4.4：考虑决策变量的取值范围及控制精度，对决策变量进行约束：
其中，左右横滚姿态控制火箭的点火时间间隔的精度定义为0.1s；主火箭包切断开关的参数取值定义为0或1，0表示切断，1表示正常工作；ParachuteTime表示自由飞开始到射出救生伞之间的时间间隔，具体数值可由仿真计算中射伞延迟时间减去出舱阶段结束时间求得；
当DelayTime＝0时，表示左右姿态火箭同时点火，或姿态火箭不工作，不需要进行姿态纠正；
当DelayTime＝ParachuteTime+0.1时，表示左侧姿态火箭点火时间晚于射伞时间，即只有右侧姿态火箭点火，此时姿态火箭将完成最大程度的滚转姿态纠正；
步骤4.5：固定状态参数为弹射速度EjectionVelocity和横转姿态角RollAngle(+)，采用优化算法得到满足约束条件的该状态参数下使得救生伞张满时的轨迹高度最高的决策变量为DelayTime和RocketSwitch的值；
步骤4.6：根据俯仰姿态控制方案，确定决策变量为PitchRocketTime，其中，PitchRocketTime为俯仰姿态控制火箭点火时间；
步骤4.7：以救生伞张满时的轨迹高度最高为最优计算模型的目标函数：
max InflationHeight(PitchRocketTime)
其中，函数InflationHeight表示救生伞充满时人伞系统的轨迹高度；
步骤4.8：考虑决策变量的取值范围及控制精度，对决策变量进行约束：
俯仰姿态火箭点火时间的精度定义为0.1s；并且其点火时间必需早于射伞时间，否则其无需工作；
步骤4.9：固定状态参数为弹射速度EjectionVelocity和俯冲角PitchAngle，采用优化算法得到满足约束条件的该状态参数下使得救生伞张满时的轨迹高度最高的决策变量为PitchRocketTime的值；
步骤4.10：根据横滚和俯仰姿态控制方案，确定决策变量为DelayTime、RocketSwitch和PitchRocketTime，其中，DelayTime为滚转姿态控制火箭点火时间间隔，RocketSwitch为主火箭包切断开关,PitchRocketTime为俯仰姿态控制火箭点火时间；
步骤4.11：以救生伞张满时的轨迹高度最高为最优计算模型的目标函数：
max InflationHeight(DelayTime,RocketSwitch,PitchRocketTime)
其中，函数InflationHeight表示救生伞充满时人伞系统的轨迹高度；
步骤4.12：考虑决策变量的取值范围及控制精度，对决策变量进行约束：
其中，左右横滚姿态控制火箭的点火时间间隔的精度定义为0.1s；主火箭包切断开关的参数取值定义为0或1，0表示切断，1表示正常工作；ParachuteTime表示自由飞开始到射出救生伞之间的时间间隔，具体数值可由仿真计算中射伞延迟时间减去出舱阶段结束时间求得；
当DelayTime＝0时，表示左右姿态火箭同时点火，或姿态火箭不工作，不需要进行姿态纠正；
当DelayTime＝ParachuteTime+0.1时，表示左侧姿态火箭点火时间晚于射伞时间，即只有右侧姿态火箭点火，此时姿态火箭将完成最大程度的滚转姿态纠正；
俯仰姿态火箭点火时间的精度定义为0.1s；并且其点火时间必需早于射伞时间，否则其无需工作；
步骤4.13：固定状态参数为弹射速度EjectionVelocity、横转姿态角RollAngle(+)和俯冲角PitchAngle，采用优化算法得到满足约束条件的该状态参数下使得救生伞张满时的轨迹高度最高的决策变量为DelayTime、RocketSwitch和PitchRocketTime的值。
4.根据权利要求3所述的一种新型的弹射座椅程序控制方法，其特征在于所述优化算法的种类很多，包括：枚举法、粒子群算法、遗传算法、鱼群算法、蚁群算法等一系列可用于优化控制参数在约束条件下，使得满足目标函数最大化的优化算法，选择其中的任意一种进行优化计算。
一种新型的弹射座椅程序控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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