考虑飞时落角约束的复合制导飞行器制导控制方法及系统

本发明涉及一种考虑飞时落角约束的复合制导飞行器制导控制方法，属于飞行器控制。

背景技术：

1、在某些场景，需要多个飞行器进行饱和攻击，即多个飞行器由不同的位置发射，对目标进行全向攻击。

2、然而现有的飞行器控制方法，仅能够实现多个飞行器从不同落角攻击目标，而不能实现多个飞行器在相同的时间攻击到目标，导致目标仍然有较高的脱离攻击的机会。

3、因此，有必要对设计一种能够实现多飞行器在不同角度同时到达目标的控制方法。

技术实现思路

1、为了克服上述问题，本发明人进行了深入研究，提出了一种考虑飞时落角约束的复合制导飞行器制导控制方法，包括以下步骤：

2、在多个飞行器中分别设置制导律；

3、设置多个飞行器的期望终端弹目视线角和期望飞行时间，不同飞行器的期望终端弹目视线角和/或期望飞行时间不同；

4、针对每一个飞行器，在飞行器发射后，实时获取飞行器的条件信息，将条件信息输入到制导律中，获得该飞行器的过载指令，飞行器驾驶仪根据获得的过载指令控制飞行器的飞行状态；

5、所述条件信息包括飞行器与目标之间的距离、弹目视线角、飞行器速度、飞行器弹道倾角、飞行器从发射到当前时刻经过的飞行时间。

6、进一步地，所述制导律包括落角控制子制导律和飞时控制子制导律，表示为：

7、am＝aia+ait

8、其中，am表示过载指令，aia表示落角控制子制导律，ait表示飞时控制子制导律；

9、所述落角控制子制导律，用于控制飞行器按照期望落角到达目标位置，

10、所述飞时控制子制导律，用于控制飞行器按照期望飞行时间到达目标位置。

11、进一步地，所述落角控制子制导律设置为：

12、

13、

14、其中，e1表示终端角度跟踪误差，e1＝λ-λd，λ表示弹目视线角，λd表示期望终端弹目视线角，则

15、r表示弹目相对距离，ζ1、α、β、ε为待设计参数，s1表示第一滑模面，sgn(·)为符号函数，含义为：

16、

17、在一个优选的实施方式中，所述第一滑模面s1设置为：

18、s1＝e2+α|e1|βsgn(e1)。

19、在一个优选的实施方式中，所述飞时控制子制导律设置为：

20、

21、

22、

23、其中，σm表示飞行器前置角，即飞行器弹道倾角γm与弹目视线角λ之间的夹角：σm＝γm-λ；

24、σmf表示飞行器终端前置角，即期望落角γmf与弹目视线角λ之间的夹角：σmf＝γmf-λ，且期望落角γmf与期望终端弹目视线角λd相同；

25、vm表示飞行器速度；

26、ζ2、η2、为待设计参数，s2表示第二滑模面。

27、在一个优选的实施方式中，所述第二滑模面s2设置为：

28、

29、其中，td表示期望飞行时间，t表示飞行器从发射到当前时刻经过的飞行时间。

30、本发明另一方面，还提供了一种考虑飞时落角约束的复合制导飞行器制导控制系统，该系统包括多个飞行器，每个飞行器上具有：

31、速度测量模块，用于获取飞行器的飞行器速度、飞行器弹道倾角；

32、激光制导模块，用于获取飞行器与目标之间的距离和弹目视线角；

33、微处理器，用于计时，以获得飞行器从发射到当前时刻经过的飞行时间；

34、所述速度测量模块、激光制导模块与微处理器信号连接，在微处理器中还设置有制导律，用于获得飞行器的过载指令；

35、控制模块，根据过载指令控制飞行器的飞行状态。

36、进一步地，所述制导律包括落角控制子制导律和飞时控制子制导律，表示为：

37、am＝aia+ait

38、其中，am表示过载指令，aia表示落角控制子制导律，ait表示飞时控制子制导律；

39、所述落角控制子制导律，用于控制飞行器按照期望落角到达目标位置，

40、所述飞时控制子制导律，用于控制飞行器按照期望飞行时间到达目标位置。

41、进一步地，所述落角控制子制导律设置为：

42、

43、

44、其中，e1表示终端角度跟踪误差，e1＝λ-λd，λ表示弹目视线角，λd表示期望终端弹目视线角，则

45、r表示弹目相对距离，ζ1、α、β、ε为待设计参数，s1表示第一滑模面，sgn(·)为符号函数，含义为：

46、

47、在一个优选的实施方式中，所述飞时控制子制导律设置为：

48、

49、

50、

51、其中，σm表示飞行器前置角，即飞行器弹道倾角γm与弹目视线角λ之间的夹角：σm＝γm-λ；

52、σmf表示飞行器终端前置角，即期望落角γmf与弹目视线角λ之间的夹角：σmf＝γmf-λ，且期望落角γmf与期望终端弹目视线角λd相同；

53、vm表示飞行器速度；

54、ζ2、η2、为待设计参数，s2表示第二滑模面。

55、本发明所具有的有益效果包括：

56、(1)能够实现飞时和落角双重约束下的精确制导；

57、(2)能够使飞行器实现强抗扰高精度饱和攻击。

技术特征：

1.一种考虑飞时落角约束的复合制导飞行器制导控制方法，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的考虑飞时落角约束的复合制导飞行器制导控制方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的考虑飞时落角约束的复合制导飞行器制导控制方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的考虑飞时落角约束的复合制导飞行器制导控制方法，其特征在于，

5.根据权利要求2所述的考虑飞时落角约束的复合制导飞行器制导控制方法，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的考虑飞时落角约束的复合制导飞行器制导控制方法，其特征在于，

7.一种考虑飞时落角约束的复合制导飞行器制导控制系统，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的考虑飞时落角约束的复合制导飞行器制导控制系统，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的考虑飞时落角约束的复合制导飞行器制导控制系统，其特征在于，

10.根据权利要求8所述的考虑飞时落角约束的复合制导飞行器制导控制系统，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种考虑飞时落角约束的复合制导飞行器制导控制方法，包括以下步骤：在多个飞行器中设置制导律；设置多个飞行器的期望终端弹目视线角和期望飞行时间；针对每一个飞行器，在飞行器发射后，实时获取飞行器的条件信息，将条件信息输入到制导律中，获得该飞行器的过载指令；制导律包括落角控制子制导律和飞时控制子制导律，落角控制子制导律，用于控制飞行器按照期望落角到达目标位置，飞时控制子制导律，用于控制飞行器按照期望飞行时间到达目标位置。本发明公开的考虑飞时落角约束的复合制导飞行器制导控制方法，能够实现飞时和落角双重约束下的精确制导，使飞行器实现强抗扰高精度饱和攻击。

技术研发人员：王伟,王雨辰,张锦程,张广,程一琛,刘佳琪,陈柏霖,朱泽军,杨婧,张宏岩,于之晨,林德福,王江,王辉
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15