多管發(fā)射系統(tǒng)安全性控制方法
【專利摘要】本發(fā)明所設(shè)計的多管發(fā)射系統(tǒng)安全性控制方法，包括如下步驟：判斷當前有無發(fā)射活動，如無，則多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器隨機選管，并將管號、發(fā)射指令給發(fā)射控制器；如有，則多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器計算發(fā)射管與各可選管之間的距離，并將距離由大到小排序；判斷發(fā)射管與各可選管之間的干擾特性，根據(jù)干擾特性的情況，對各可選管屬性賦值，多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器按一定的選管策略，確定最優(yōu)發(fā)射管號；多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器按干擾特性的不同，確定所選管號的發(fā)射令時間，并將最優(yōu)發(fā)射管號、發(fā)射令時間數(shù)據(jù)給發(fā)射控制器。本發(fā)明既能最大限度地提高系統(tǒng)發(fā)射速率、又能自動適應(yīng)于各類發(fā)射物。
【專利說明】
多管發(fā)射系統(tǒng)安全性控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及發(fā)射安全性控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種多管發(fā)射系統(tǒng)安全性控制方 法。 技術(shù)背景
[0002] 多管發(fā)射系統(tǒng)是多個發(fā)射管集束在一起，各發(fā)射管可獨立發(fā)射的系統(tǒng)。其安全性 控制主要是考慮在保證一定發(fā)射速率的情況下，各發(fā)射物在出管時、出管后相互間不會產(chǎn) 生干擾而危及系統(tǒng)安全。
[0003] 目前針對運類系統(tǒng)采用的安全性控制方法主要是"固定時間間隔法"。即在充分考 慮系統(tǒng)安全的條件下，綜合各發(fā)射物的出管特性，規(guī)定某一固定的發(fā)射時間間隔作為約束， 使得各發(fā)射物之間安全、無干設(shè)。
[0004] 該方法的不足是:為保證系統(tǒng)安全時間間隔通常取得較寬裕，必然會犧牲系統(tǒng)的 發(fā)射速率，如國內(nèi)某多管發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射速率低于國外水平；同時，"發(fā)射物已知"是得到固定 時間的必要條件，當更改或新增發(fā)射物種類時，先前設(shè)定的時間間隔將不再適用，需根據(jù)更 改或新增發(fā)射物的出管特性重新設(shè)定時間間隔，故該方法的擴展性、適應(yīng)性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是要提供一種多管發(fā)射系統(tǒng)安全性控制方法，該方法既能最大限 度地提高系統(tǒng)發(fā)射速率、又能自動適應(yīng)于各類發(fā)射物。
[0006] 為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計的一種多管發(fā)射系統(tǒng)安全性控制方法，它包括如下 步驟：
[0007] 步驟1:多管發(fā)射系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測模塊判斷多管發(fā)射系統(tǒng)當前有無發(fā)射活動;如果 無發(fā)射活動，則多管發(fā)射系統(tǒng)的選管模塊隨機選管，并將對應(yīng)的管號和發(fā)射指令傳輸給多 管發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射控制器;如果有發(fā)射活動，則多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器計算當前發(fā)射管i 與其余n個可選發(fā)射管（1，…，n)之間的距離（111,…，Iin)，并將該距離由大到小排序
[000引步驟2:多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器判斷當前發(fā)射管i與n個可選發(fā)射管之間的干擾 特性；
[0009] 所述干擾特性包括相鄰干擾、飛行干擾兩類，相鄰干擾為相鄰管均有發(fā)射活動時 導致的相互干擾，其判斷直接由發(fā)射管的相對位置決定；飛行干擾是指發(fā)射物出管后飛行 方向上的交叉導致的相互干擾；
[0010] 令可選發(fā)射管屬性為a,如無干擾則可選發(fā)射管屬性a = 0,即沒有相鄰干擾和飛行 干擾;如有干擾則可選發(fā)射管屬性a = 1，即有相鄰干擾或飛行干擾；
[0011] 步驟3:按步驟1得到的距離大小排序，多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器從前往后選擇第1 個管屬性a = 0的管號，即為當前發(fā)射管i發(fā)射后的最優(yōu)發(fā)射管號，如所有距離排序中都無 a =0的管號，則選第1個a = l的管號，作為當前發(fā)射管i發(fā)射后的發(fā)射管號；
[0012] 步驟4:多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器將步驟3所選管號的發(fā)射令時間按變時間間隔法 確定，方法如下：
[0013] 發(fā)射物發(fā)射時序分為4個節(jié)點：ti時刻接到發(fā)射令，t2時刻動作，t3時刻離管，t4時 亥Ij轉(zhuǎn)向，設(shè)當前發(fā)射物發(fā)射時序為tip，t2p，…山P，下一個發(fā)射物發(fā)射時序為tic，t2c，…，t4c， 則發(fā)射令間隔時間tsp可定義為：
[0014] tsp = tic；-tip (2)
[0015] 發(fā)射令間隔時間的確定可分為W下4種情況：
[0016] 1)如下一個發(fā)射物與當前發(fā)射物無干擾，可選發(fā)射管屬性a = 0,則下一個發(fā)射物 動作要在當前發(fā)射物離管后，即發(fā)射令間隔時間tsp:
[0017] tsp^ (t3p-tlp)-(t2c-tlc) (3)
[0018] 2)如下一個發(fā)射物與當前發(fā)射物有相鄰干擾，可選發(fā)射管屬性a=l，則下一個發(fā) 射物動作要在當前發(fā)射物轉(zhuǎn)向后，即發(fā)射令間隔時間tsp :
[0019] tsp^ (t4p-tlp)-(t2c-tlc) (4)
[0020] 3)如下一個發(fā)射物與當前發(fā)射物有飛行干擾，可選發(fā)射管屬性a=l，則下一個發(fā) 射物動作要在當前發(fā)射物轉(zhuǎn)向且過預(yù)定交叉點W后，設(shè)當前發(fā)射物從轉(zhuǎn)向到過預(yù)定交叉點 所需時間為A tpj，則發(fā)射令間隔時間tsp:
[0021] tsp> (t4p-tlp)-(t2c_tlc)+A tpj (5)
[0022] 4)如下一個發(fā)射物與當前發(fā)射物既有相鄰干擾，又有飛行干擾，可選發(fā)射管屬性a =1，則發(fā)射令間隔時間取公式(4)和公式(5)的最大值來計算。
[0023] 本發(fā)明的有益效果為：
[0024] 1、本發(fā)明的核屯、是每次選擇最優(yōu)發(fā)射管號，其發(fā)射時間間隔最短。仿真驗證表明， 采用本發(fā)明后系統(tǒng)發(fā)射速率約為之前的3.4倍，超過國外水平。
[0025] 2、本發(fā)明方法自動適應(yīng)于任意多管系統(tǒng)，更改或新增發(fā)射物都可應(yīng)用。
[0026] 3、本發(fā)明采用變時間間隔法，最大程度地利用了發(fā)射物的時間特性，從而提高了 發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射速率。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發(fā)明方法流程圖；
[00%]圖2為飛行干擾判斷示意圖；
[0029] 圖3為發(fā)射令間隔示意圖。
【具體實施方式】
[0030] W下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明：
[0031] -種多管發(fā)射系統(tǒng)安全性控制方法，該方法為，狀態(tài)監(jiān)測模塊判斷當前有無發(fā)射 活動，如無，則多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器隨機選管，并將管號、發(fā)射指令給發(fā)射控制器;如 有，則多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器計算發(fā)射管與各可選管之間的距離，并將距離由大到小排 序；多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器判斷發(fā)射管與各可選管之間的干擾特性，根據(jù)干擾特性的情 況，對各可選管屬性賦值，多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器按一定的選管策略，確定最優(yōu)發(fā)射管 號;多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器按干擾特性的不同，確定所選管號的發(fā)射令時間，并將最優(yōu)發(fā) 射管號、發(fā)射令時間數(shù)據(jù)給發(fā)射控制器。
[0032] 上述方法的具體步驟，如圖1所示為：
[0033] 步驟1:多管發(fā)射系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測模塊判斷多管發(fā)射系統(tǒng)當前有無發(fā)射活動;如果 無發(fā)射活動，則多管發(fā)射系統(tǒng)的選管模塊隨機選管，并將對應(yīng)的管號和發(fā)射指令傳輸給多 管發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射控制器;如果有發(fā)射活動，則多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器計算當前發(fā)射管i 與其余n個可選發(fā)射管（1，…，n)之間的距離（111,…，Iin)，并將該距離由大到小排序1冷12
[0034] 步驟2:多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器判斷當前發(fā)射管i與n個可選發(fā)射管之間的干擾 特性；
[0035] 所述干擾特性包括相鄰干擾、飛行干擾兩類，相鄰干擾為相鄰管均有發(fā)射活動時 導致的相互干擾，其判斷直接由發(fā)射管的相對位置決定；飛行干擾是指發(fā)射物出管后飛行 方向上的交叉導致的相互干擾；
[0036] 令可選發(fā)射管屬性為a,如無干擾則可選發(fā)射管屬性a = 0,即沒有相鄰干擾和飛行 干擾;如有干擾則可選發(fā)射管屬性a = 1，即有相鄰干擾或飛行干擾；
[0037] 步驟3:按步驟1得到的距離大小排序，多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器從前往后選擇第1 個管屬性a = 0的管號，即為當前發(fā)射管i發(fā)射后的最優(yōu)發(fā)射管號，如所有距離排序中都無 a =0的管號，則選第1個a = l的管號，作為當前發(fā)射管i發(fā)射后的發(fā)射管號；
[0038] 步驟4:多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器將步驟3所選管號的發(fā)射令時間按變時間間隔法 確定，方法如下：
[0039] 發(fā)射物發(fā)射時序分為4個節(jié)點：ti時刻接到發(fā)射令，t2時刻動作，t3時刻離管，t4時 亥Ij轉(zhuǎn)向，設(shè)當前發(fā)射物發(fā)射時序為tip，t2p，…山P，下一個發(fā)射物發(fā)射時序為tic，t2c，…，t4c， 則發(fā)射令間隔時間tsp可定義為：
[0040] tsp = tic；-tip (2)
[0041 ]發(fā)射令間隔時間的確定可分為W下4種情況：
[0042] 1)如下一個發(fā)射物與當前發(fā)射物無干擾，可選發(fā)射管屬性a = 0,則下一個發(fā)射物 動作要在當前發(fā)射物離管后，即發(fā)射令間隔時間tsp:
[0043] tsp> (t3p-tlp)-(t2c_tlc) (3)
[0044] 2)如下一個發(fā)射物與當前發(fā)射物有相鄰干擾，可選發(fā)射管屬性a=l，則下一個發(fā) 射物動作要在當前發(fā)射物轉(zhuǎn)向后，即發(fā)射令間隔時間tsp :
[0045] tsp> (t4p-tlp)-(t2c_tlc) (4)
[0046] 3)如下一個發(fā)射物與當前發(fā)射物有飛行干擾，可選發(fā)射管屬性a=l，則下一個發(fā) 射物動作要在當前發(fā)射物轉(zhuǎn)向且過預(yù)定交叉點W后，設(shè)當前發(fā)射物從轉(zhuǎn)向到過預(yù)定交叉點 所需時間為A tpj，則發(fā)射令間隔時間tsp:
[0047] tsp> (t4p-tip)-(t2c_tic)+A tpj (5)
[0048] 4)如下一個發(fā)射物與當前發(fā)射物既有相鄰干擾，又有飛行干擾，可選發(fā)射管屬性a =1，則發(fā)射令間隔時間取公式(4)和公式(5)的最大值來計算。
[0049] 上述發(fā)射令間隔時間tsp為正值或負值，當發(fā)射令間隔時間tsp為正值時，代表當前 發(fā)射物先離管的情況下，下一個發(fā)射物后接受發(fā)射令;當發(fā)射令間隔時間tsp為負時，代表當 前發(fā)射物先離管的情況下，下一個發(fā)射物先接受發(fā)射令但后離管。
[0050] 上述技術(shù)方案的步驟2中，多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器判斷當前發(fā)射管i與n個可選 發(fā)射管之間存在飛行干擾的判斷方法為：
[0051] 將多管發(fā)射系統(tǒng)的管口平面坐標系定為0XY，其中，Y軸為多管發(fā)射系統(tǒng)的管口平 面中屯、線，多管發(fā)射系統(tǒng)的管口平面中屯、線的起點為0點，過0點垂直多管發(fā)射系統(tǒng)的管口 平面中屯、線的方向為X軸；
[0052] 設(shè)有當前發(fā)射管i的坐標為CiUi,yi)，n個可選發(fā)射管中的任意一個的坐標為Cj (xj，yj)，W上兩個發(fā)射管中，離Y軸近的發(fā)射管號記為1號管，離Y軸遠的發(fā)射管記為2號管， 可通過發(fā)射管位置參數(shù)判斷如下：
[005；3 ] 女日y i〉yj，卯Jyi = yi，Xi = Xl ; yJ = 72，Xj = X2 ;
[0化4] 如yi<yj，則yj=yi，Xj=Xl;yi = y2，Xi = X2;
[0化5]如 yi = yj，進一步比較 xi，xj，如xi〉xj，則yi = yl，xi = xl;yj = y2，Xj = X2;如Xi<Xj，則yj = yi^Xj = xi；yi = y2,Xi = X2；
[0056]將1號管和2號管連成一條直線，W指向1號管的方向為正方向建立Y'軸，貝化與Y' 軸之間的夾角a:
[0化7] (1 )
[0058] 若1號管和2號管內(nèi)的發(fā)射物分別向mi、m2方向發(fā)射，貝化〇1、0〇2是1號管和2號管內(nèi)的 發(fā)射物對應(yīng)的發(fā)射方位角，即Y軸順時針旋轉(zhuǎn)到發(fā)射物飛行方向mi、m2的角度，0日1，0日2￡[0， 360。];
[0059] 令01 = 0〇廣日，02 = 0〇廣a，0i，02G [0,360° ]，上述01為Y'軸順時針旋轉(zhuǎn)菌J發(fā)射物飛行 方向nil的角度，&為Y'軸順時針旋轉(zhuǎn)到發(fā)射物飛行方向m2的角度；
[0060] 當0i，02G [0,180° ]時，飛行方向mi、m2位于Y'軸的右偵1|，若01〉02,則兩發(fā)射物存在 飛行干擾；
[0061 ]當&，阮G [ 180°，360° ]時，飛行方向mi、m2位于Y'軸的左側(cè)，若&<&，則兩發(fā)射物存 在飛行干擾。
[0062] 其它任意情況下，兩發(fā)射物都不存在飛行干擾。
[0063] 如圖2所示，當1號管和2號管內(nèi)的發(fā)射物分別向圖中的mi、m2方向飛行時，相互間存 在干擾;當1號管和2號管內(nèi)的發(fā)射物分別向圖中的m3、m4方向飛行時，相互間不存在干擾。
[0064] 上述技術(shù)方案的步驟2中，多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器判斷當前發(fā)射管i與n個可選 發(fā)射管之間存在相鄰干擾的判斷標準為，如果當前發(fā)射管i與下一個發(fā)射管為相鄰發(fā)射管， 則存在相鄰干擾，否則不存在相鄰干擾。
[0065] 本說明書未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項】
1. 一種多管發(fā)射系統(tǒng)安全性控制方法，其特征在于，它包括如下步驟： 步驟1:多管發(fā)射系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測模塊判斷多管發(fā)射系統(tǒng)當前有無發(fā)射活動;如果無發(fā) 射活動，則多管發(fā)射系統(tǒng)的選管模塊隨機選管，并將對應(yīng)的管號和發(fā)射指令傳輸給多管發(fā) 射系統(tǒng)的發(fā)射控制器;如果有發(fā)射活動，則多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器計算當前發(fā)射管i與其 余η個可選發(fā)射管（1，···，!〇之間的距離（lu，…，I in)，并將該距離由大到小排序I1^l2彡… ^ln; 步驟2:多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器判斷當前發(fā)射管i與η個可選發(fā)射管之間的干擾特性； 所述干擾特性包括相鄰干擾、飛行干擾兩類，相鄰干擾為相鄰管均有發(fā)射活動時導致 的相互干擾，其判斷直接由發(fā)射管的相對位置決定；飛行干擾是指發(fā)射物出管后飛行方向 上的交叉導致的相互干擾； 令可選發(fā)射管屬性為a，如無干擾則可選發(fā)射管屬性a = 0,即沒有相鄰干擾和飛行干 擾;如有干擾則可選發(fā)射管屬性a = 1，即有相鄰干擾或飛行干擾； 步驟3:按步驟1得到的距離大小排序，多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器從前往后選擇第1個管 屬性a = 0的管號，即為當前發(fā)射管i發(fā)射后的最優(yōu)發(fā)射管號，如所有距離排序中都無 a = 0的 管號，則選第1個a = l的管號，作為當前發(fā)射管i發(fā)射后的發(fā)射管號； 步驟4:多管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器將步驟3所選管號的發(fā)射令時間按變時間間隔法確 定，方法如下： 發(fā)射物發(fā)射時序分為4個節(jié)點時刻接到發(fā)射令，t2時刻動作，t3時刻離管，t4時刻轉(zhuǎn) 向，設(shè)當前發(fā)射物發(fā)射時序為tip，t2p，…，t4p，下一個發(fā)射物發(fā)射時序為tl。，t2。，…，t4。，則發(fā) 射令間隔時間〖@可定義為：(2) 發(fā)射令間隔時間的確定可分為以下4種情況： 1) 如下一個發(fā)射物與當前發(fā)射物無干擾，可選發(fā)射管屬性a = O，則下一個發(fā)射物動作 要在當前發(fā)射物離管后，即發(fā)射令間隔時間tsp:(3) 2) 如下一個發(fā)射物與當前發(fā)射物有相鄰干擾，可選發(fā)射管屬性a=l，則下一個發(fā)射物 動作要在當前發(fā)射物轉(zhuǎn)向后，即發(fā)射令間隔時間t sp:(4) 3) 如下一個發(fā)射物與當前發(fā)射物有飛行干擾，可選發(fā)射管屬性a=l，則下一個發(fā)射物 動作要在當前發(fā)射物轉(zhuǎn)向且過預(yù)定交叉點以后，設(shè)當前發(fā)射物從轉(zhuǎn)向到過預(yù)定交叉點所需 時間為Δ tPj，則發(fā)射令間隔時間tsp:(5) 4) 如下一個發(fā)射物與當前發(fā)射物既有相鄰干擾，又有飛行干擾，可選發(fā)射管屬性a= 1， 則發(fā)射令間隔時間取公式(4)和公式(5)的最大值來計算。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多管發(fā)射系統(tǒng)安全性控制方法，其特征在于:上述發(fā)射令間隔 時間tsp為正值或負值，當發(fā)射令間隔時間t sp*正值時，代表當前發(fā)射物先離管的情況下， 下一個發(fā)射物后接受發(fā)射令；當發(fā)射令間隔時間tsp為負時，代表當前發(fā)射物先離管的情況 下，下一個發(fā)射物先接受發(fā)射令但后離管。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多管發(fā)射系統(tǒng)安全性控制方法，其特征在于:所述步驟2中，多 管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器判斷當前發(fā)射管i與η個可選發(fā)射管之間存在飛行干擾的判斷方法 為： 將多管發(fā)射系統(tǒng)的管口平面坐標系定為οχγ，其中，Y軸為多管發(fā)射系統(tǒng)的管口平面中 心線，多管發(fā)射系統(tǒng)的管口平面中心線的起點為O點，過O點垂直多管發(fā)射系統(tǒng)的管口平面 中心線的方向為X軸； 設(shè)有當前發(fā)射管i的坐標為(^(^，71)，11個可選發(fā)射管中的任意一個的坐標為(^(&， yj)，以上兩個發(fā)射管中，離Y軸近的發(fā)射管號記為1號管，離Y軸遠的發(fā)射管記為2號管，可通 過發(fā)射管位置參數(shù)判斷如下：如 yi = yj，進一步比較 xi，xj，如 xi>xj，則 yi = yi，xi = xi;yj = y2，xj = x2dnxi〈xjjijyj = yi,xj = xi；yi = y2,xi = x2； 將1號管和2號管連成一條直線，以指向1號管的方向為正方向建立Y'軸，則Y與Y'軸之 間的賽#α，(1) 若1號管和2號管內(nèi)的發(fā)射物分別向1111、1]12方向發(fā)射，貝旭()1、0()2是1號管和2號管內(nèi)的發(fā)射 物對應(yīng)的發(fā)射方位角，即Y軸順時針旋轉(zhuǎn)到發(fā)射物飛行方向m、m2的角度，β(η，e [ 〇， 360°I:上述扮為￥ '軸順時針旋轉(zhuǎn)到發(fā)射物飛行方向 nu的角度，&為Y '軸順時針旋轉(zhuǎn)到發(fā)射物飛行方向m2的角度； 當P1，β2e [〇，180° ]時，飛行方向m、m2位于Y'軸的右側(cè)，若，則兩發(fā)射物存在飛行 干擾； 當仇，β2 e [ 180°，360° ]時，飛行方向m、m2位于Y'軸的左側(cè)，若βΚβ2，則兩發(fā)射物存在飛 行干擾； 其它任意情況下，兩發(fā)射物都不存在飛行干擾。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多管發(fā)射系統(tǒng)安全性控制方法，其特征在于:所述步驟2中，多 管發(fā)射系統(tǒng)的總控制器判斷當前發(fā)射管i與η個可選發(fā)射管之間存在相鄰干擾的判斷標準 為，如果當前發(fā)射管i與下一個發(fā)射管為相鄰發(fā)射管，則存在相鄰干擾，否則不存在相鄰干 擾。
【文檔編號】G05B19/04GK106019989SQ201610305173
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】劉方, 梁偉閣, 姜志博
【申請人】中國人民解放軍海軍工程大學