一种复合制导跟踪控制系统

本发明属于航空航天，具体涉及一种复合制导跟踪控制系统。

背景技术：

1、传统的微型火箭弹没有制导组件，命中精度差，难以精确打击，效费比低，微型火箭弹对制导控制系统的要求较高，尤其是对制导控制器的直径和长度。单一制导方式具有的控制模块较少，需要的结构空间也会相应地减少，因此现阶段大多数微型火箭弹都是采用单一制导方式来实现火箭弹的制导。高精度的制导导弹虽然命中精度高，但造价昂贵，生产和维护技术复杂，与此同时，随着使用背景的复杂化、干扰方式的便利化单一制导方式的火箭弹越来越不能满足现阶段的使用需求。

2、精确制导飞行器作为对目标进行精确打击的重要装备，其中制导控制系统作为导弹的核心组成部分，则决定了其制导精度和机动性能。随着技术进步，其的控制技术也逐渐提高，但忽略了控制系统中非线性因素和外部扰动的影响，导致现有复合制导跟踪控制不稳定。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种复合制导跟踪控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种复合制导跟踪控制系统，包括：

4、惯性控制模块，所述惯性控制模块为飞行器初期提供制导作用并将信息传递给数据处理模块；

5、卫星制导模块，所述卫星制导模块为飞行器中期提供制导作用并将信息传递给数据处理模块；

6、激光引导模块，所述激光引导模块为飞行器末期提供制导作用并将信息传递给数据处理模块；

7、数据处理模块，所述数据处理模块会将接收的信息进行处理和转换格式通过信号收发模块进行发送；

8、信号收发模块，所述信号收发模块为数据处理模块和终端控制模块之间提供信息的双向交互；

9、终端控制模块，所述终端控制模块根据信号收发模块发送来的信息对飞行器的飞行状态进行调整。

10、优选的，所述数据处理模块与惯性控制模块、卫星制导模块、激光引导模块建立数据信道连接，所述数据处理模块会通过传感器获取实时外界环境信息，所述数据处理模块根据实时获得的全部信息进行分析计算得到飞行器的过载信息。

11、优选的，所述终端控制模块中预设有飞行器的动态模型，通过将各阶段引导信息结合实时的外界环境信息输入动态模型中，建立飞行器的实时飞行状态模型，同时基于实时飞行状态模型分析得到飞行器的状态变量信息，将其与终端控制模块接收的飞行器数据信息进行比对分析，得到飞行器飞行状态变量误差估计。

12、优选的，所述终端控制模块利用误差估计对飞行器的飞行状态变量信息进行处理校正，同时引入飞行器的过载信息并进行分解，结合处理得到的飞行器的实时飞行状态信息生成执行指令并将其发送给数据处理模块。

13、优选的，所述数据处理模块中包含有执行通道，且所述执行通道分别和惯性控制模块、卫星制导模块、激光引导模块各自建立单通道连接，所述数据处理模块在通过执行通道将执行指令发送给对应模块后生成新的飞行器过载信息，同时会将执行指令的反馈信息及时通过信号收发模块发送给终端控制模块。

14、优选的，所述数据处理模块中通过多传感器融合提高数据的准确性和精度，所述多传感器融合是将各种传感器进行多层次、多空间的信息互补和优化组合处理，最终产生对观测环境的一致性解释，所述各种传感器包括但不限于加速度计、磁力计、陀螺仪、气压计等传感设备。

15、优选的，所述该系统中对飞行器进行姿态解算以帮助工作人员对飞行器进行操控，所述姿态解算是指把陀螺仪、加速度计、罗盘等的数据融合在一起，得出飞行器的空中姿态，飞行器从陀螺仪的三轴角速度通过四元数法得到俯仰、偏航、滚转角，所述在姿态解算中通过互补滤波法(p i算法)对分析过程的误差进行校正，所述互补滤波算法是多组数据结合互补，并进行滤波处理稳定输出，得到姿态的算法。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、本发明通过对飞行器状态数据的分析和模拟飞行得到的数据进行分析对比，多传感器融合提高数据的准确性和精度，结合对飞行器的飞行姿态进行解算，考虑外部干扰的影响并处理数据操作的误差信息，增强飞行器的稳定性及飞行器的飞行状态的控制程度，辅助工作人员对飞行器的飞行状态进行调整并注意飞行器的过载信息，保证了飞行器飞行不会发送错误而影响对其的控制操作。

技术特征：

1.一种复合制导跟踪控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种复合制导跟踪控制系统，其特征在于：所述数据处理模块与惯性控制模块、卫星制导模块、激光引导模块建立数据信道连接，所述数据处理模块会通过传感器获取实时外界环境信息，所述数据处理模块根据实时获得的全部信息进行分析计算得到飞行器的过载信息。

3.根据权利要求1所述的一种复合制导跟踪控制系统，其特征在于：所述终端控制模块中预设有飞行器的动态模型，通过将各阶段引导信息结合实时的外界环境信息输入动态模型中，建立飞行器的实时飞行状态模型，同时基于实时飞行状态模型分析得到飞行器的状态变量信息，将其与终端控制模块接收的飞行器数据信息进行比对分析，得到飞行器飞行状态变量误差估计。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种复合制导跟踪控制系统，其特征在于：所述终端控制模块利用误差估计对飞行器的飞行状态变量信息进行处理校正，同时引入飞行器的过载信息并进行分解，结合处理得到的飞行器的实时飞行状态信息生成执行指令并将其发送给数据处理模块。

5.根据权利要求1、2或4所述的一种复合制导跟踪控制系统，其特征在于：所述数据处理模块中包含有执行通道，且所述执行通道分别和惯性控制模块、卫星制导模块、激光引导模块各自建立单通道连接，所述数据处理模块在通过执行通道将执行指令发送给对应模块后生成新的飞行器过载信息，同时会将执行指令的反馈信息及时通过信号收发模块发送给终端控制模块。

6.根据权利要求1所述的一种复合制导跟踪控制系统，其特征在于：所述数据处理模块中通过多传感器融合提高数据的准确性和精度，所述多传感器融合是将各种传感器进行多层次、多空间的信息互补和优化组合处理，最终产生对观测环境的一致性解释，所述各种传感器包括但不限于加速度计、磁力计、陀螺仪、气压计等传感设备。

7.根据权利要求1所述的一种复合制导跟踪控制系统，其特征在于：所述该系统中对飞行器进行姿态解算以帮助工作人员对飞行器进行操控，所述姿态解算是指把陀螺仪、加速度计、罗盘等的数据融合在一起，得出飞行器的空中姿态，飞行器从陀螺仪的三轴角速度通过四元数法得到俯仰、偏航、滚转角，所述在姿态解算中通过互补滤波法(pi算法)对分析过程的误差进行校正，所述互补滤波算法是多组数据结合互补，并进行滤波处理稳定输出，得到姿态的算法。

技术总结
本发明涉及航空航天技术领域，具体公开了一种复合制导跟踪控制系统，包括：惯性控制模块，惯性控制模块为飞行器初期提供制导作用并将信息传递给数据处理模块；卫星制导模块，卫星制导模块为飞行器中期提供制导作用并将信息传递给数据处理模块；激光引导模块，激光引导模块为飞行器末期提供制导作用并将信息传递给数据处理模块；本发明通过对飞行器状态数据的分析和模拟飞行得到的数据进行分析对比，多传感器融合提高数据的准确性和精度，结合对飞行器的飞行姿态进行解算，考虑外部干扰的影响并处理数据操作的误差信息，增强飞行器的稳定性及飞行器的飞行状态的控制程度，辅助工作人员对飞行器的飞行状态进行调整并注意飞行器的过载信息。

技术研发人员：李叶芃,李颜军
受保护的技术使用者：沈阳理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16