【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于飛行器控制，涉及一種反空中隱身目標的滑翔飛行器軌跡快速規(guī)劃方法。
技術介紹
1、作為再入滑翔飛行器的關鍵技術之一，軌跡規(guī)劃是提升其任務自主性、自適應性和智能化水平重要手段。然而，隨著隱身技術的不斷發(fā)展，針對空中隱身目標的偵察探測和打擊需求愈發(fā)迫切且難度越來越大，根據(jù)目標rcs隨雷達照射角度變化而顯著變化這一特征，可通過主動拉升機動的方式形成對目標的俯瞰偵察條件，以實現(xiàn)目標捕獲并提升探測精度，進而結(jié)合多約束末制導實現(xiàn)精確打擊。然而，主動拉升任務需求的引入，對滑翔飛行器的縱向機動提出了嚴苛的要求，在引入拉升約束后，滑翔軌跡規(guī)劃問題的求解難度進一步加大，因此，部分學者將工作重心聚焦于面向主動拉升的軌跡規(guī)劃方法研究。
2、現(xiàn)有主動拉升段軌跡規(guī)劃方法主要針對補能巡航飛行器，通過推力、攻角的復合控制，實現(xiàn)飛行高度的快速拉升，而對于無動力滑翔飛行器，其飛行過程能量變化不可逆，使得上述方法難以直接應用。針對滑翔飛行器的相關研究成果較為有限，其基本思路為：在預設剖面基礎上，附加相應正攻角，產(chǎn)生額外氣動升力，以實現(xiàn)軌跡的主動拉升。然而，該方法僅利用攻角進行主動拉升機動，未考慮傾側(cè)角對于拉升能力的影響，導致拉升高度較低，且無法同時滿足拉升頂點高度、速度約束，亦難以對主動拉升能力邊界進行快速預示。此外，現(xiàn)有方法往往僅考慮主動拉升段軌跡規(guī)劃問題，未能將該段與滑翔中段綜合考慮進行軌跡一體規(guī)劃。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是：
2、現(xiàn)有主動拉升方法未綜合
3、為了解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為：
4、一種反空中隱身目標的滑翔飛行器軌跡快速規(guī)劃方法，其特征在于，包括滑翔全段預規(guī)劃和末段重規(guī)劃兩部分；
5、在滑翔全段預規(guī)劃部分，采用基于d-e剖面的解析預測校正方法進行縱向規(guī)劃，采用基于橫程誤差走廊的方法進行側(cè)向規(guī)劃，輸出滑翔中段軌跡；
6、待飛航程小于給定閾值時，飛行器進入末段重規(guī)劃階段，將滑翔中段軌跡終端作為末段重規(guī)劃的起跳點；
7、在末段重規(guī)劃部分，針對不同頂點約束類型，采用基于預測校正思想的策略進行縱向規(guī)劃，采用基于橫程誤差走廊的方法進行側(cè)向規(guī)劃，輸出主動段拉升軌跡；在獲得目標點精確信息的基礎上，采用基于多約束末制導方法生成快速下壓段軌跡；
8、將滑翔中段軌跡、主動段拉升軌跡、快速下壓段軌跡合成為全程軌跡。
9、本專利技術進一步的技術方案：所述滑翔全段預規(guī)劃部分采用縱、側(cè)向規(guī)劃和外環(huán)迭代修正的快速軌跡規(guī)劃策略，包括以下步驟：
10、step1：輸入再入點參數(shù)，起跳點剩余航程sp，令i＝0，s(0)＝rd，式中s(0)為飛行軌跡長度的初始估計值，rd為再入點與目標點間大圓弧長度；
11、step2：基于飛行軌跡長度需求，利用縱向規(guī)劃確定阻力加速度剖面，進而獲得相應的傾側(cè)角大小；
12、step3：利用側(cè)向規(guī)劃確定傾側(cè)角符號以滿足終端位置約束，并求出飛行器實際縱程r(i)；
13、step4：更新飛行軌跡長度：s(i+1)＝s(i)+(s(0)-r(i))，式中s(i)和r(i)分別為第i次迭代步驟中的飛行軌跡長度和縱程大小；
14、step5：若終端誤差滿足要求，轉(zhuǎn)到step6；否則，重復step2～step5；
15、step6：根據(jù)規(guī)劃結(jié)果，進行彈道積分，當待飛航程小于起跳待飛航程sp時，記錄此時狀態(tài)、控制量為起跳點初始條件。
16、本專利技術進一步的技術方案：針對不同頂點約束類型，設置為兩個應用場景；
17、第一應用場景：為使飛行器具備對敵方高價值空中目標精確偵察與探測能力，需要對主動拉升段終端高度、速度進行嚴格約束，即終端高度、速度約束形式為端點約束hf＝h*、vf＝v*；
18、第二應用場景：當對終端速度無嚴格要求時，為使飛行器在拉升頂點仍具備氣動控制能力，需要對飛行器的最小速度進行約束，即終端高度、速度約束形式分別為端點約束和區(qū)間約束hf＝h*、vf≥v*。
19、本專利技術進一步的技術方案：所述第一應用場景的軌跡規(guī)劃方法，包括如下步驟：
20、step1：輸入起跳點參數(shù)，所述起跳點參數(shù)包括：起點狀態(tài)向量、控制向量、終端約束；
21、step2：以θf＝0°為積分截至條件，利用最大攻角αmax和最小傾側(cè)角幅值υmin進行開環(huán)軌跡積分，得到主動拉升段最大終端高度hmax；其中，θf為主動拉升段終端當?shù)貜椀纼A角；
22、step3：對比最大終端高度hmax與期望終端高度h*，若hmax≥h*則轉(zhuǎn)至step4；反之，則判定為終端高度約束過大；
23、step4：令攻角迭代初值為α(0)＝αpu0，傾側(cè)角幅值迭代初值為|υ|(0)＝|υpu0|，利用二元牛頓迭代法求解符合終端高度、速度約束的攻角與傾側(cè)角幅值，若方程組有解則令α＝α*,|υ|＝|υ*|，并轉(zhuǎn)至step5；反之，則判定為終端速度約束過大；
24、step5：利用側(cè)向規(guī)劃確定傾側(cè)角符號以滿足終端方向約束；
25、step6：以θf＝0°為積分截至條件，利用控制向量u＝[α*,υ*]進行開環(huán)軌跡積分，從而得到主動拉升段軌跡。
26、本專利技術進一步的技術方案：所述第二應用場景的軌跡規(guī)劃方法，包括如下步驟：
27、step1：輸入起跳點參數(shù)，所述起跳點參數(shù)包括：起點狀態(tài)向量、控制向量、終端約束；
28、step2：以θf＝0°為積分截至條件，利用最大攻角αmax和最小傾側(cè)角幅值|υ|min進行開環(huán)軌跡積分，得到主動拉升段最大終端高度hmax；
29、step3：對比最大終端高度hmax與期望終端高度h*，若hmax≥h*則轉(zhuǎn)至step4；反之，則判定為終端高度約束過大；
30、step4：令傾側(cè)角幅值|υ|(i)＝|υ0|，其中i＝0，|υ|(i)為第i次迭代步驟中的傾側(cè)角幅值；
31、step5：利用牛頓迭代法求解攻角α以滿足終端高度約束，若攻角α有解，則令α＝α*并轉(zhuǎn)至step6；反之，則轉(zhuǎn)至step8；
32、step6：以θf＝0°為積分截至條件，利用控制向量u＝[α*,|υ|(i)]進行開環(huán)軌跡積分，得到主動拉升段終端速度vf與縱向軌跡；
33、step7：對比主動拉升段終端速度vf與給定終端速度v*，若vf≥v*,則利用側(cè)向規(guī)劃確定傾側(cè)角符號以滿足終端方向約束，并以θf＝0°為積分截至條件，利用控制向量u＝[α*,υ*]進行開環(huán)軌跡積分，從而得到主動拉升段軌跡；反之，則轉(zhuǎn)至step8；
34、step8：對比當前傾側(cè)角幅值|υ|(i)與最小傾側(cè)角幅值|υ|mi本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種反空中隱身目標的滑翔飛行器軌跡快速規(guī)劃方法，其特征在于，包括滑翔全段預規(guī)劃和末段重規(guī)劃兩部分；
2.根據(jù)權利要求1所述一種反空中隱身目標的滑翔飛行器軌跡快速規(guī)劃方法，其特征在于，所述滑翔全段預規(guī)劃部分采用縱、側(cè)向規(guī)劃和外環(huán)迭代修正的快速軌跡規(guī)劃策略，包括以下步驟：
3.根據(jù)權利要求1所述一種反空中隱身目標的滑翔飛行器軌跡快速規(guī)劃方法，其特征在于，針對不同頂點約束類型，設置為兩個應用場景；
4.根據(jù)權利要求3所述一種反空中隱身目標的滑翔飛行器軌跡快速規(guī)劃方法，其特征在于，所述第一應用場景的軌跡規(guī)劃方法，包括如下步驟：
5.根據(jù)權利要求3所述一種反空中隱身目標的滑翔飛行器軌跡快速規(guī)劃方法，其特征在于，所述第二應用場景的軌跡規(guī)劃方法，包括如下步驟：
6.一種計算機系統(tǒng)，其特征在于包括：一個或多個處理器，計算機可讀存儲介質(zhì)，用于存儲一個或多個程序，其中，當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，使得所述一個或多個處理器實現(xiàn)權利要求1所述的方法。
7.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于存儲有計算機可執(zhí)行
8.一種計算機程序產(chǎn)品，其特征在于包括計算機可執(zhí)行指令，所述指令在被執(zhí)行時用于實現(xiàn)權利要求1所述的方法。
...【技術特征摘要】
1.一種反空中隱身目標的滑翔飛行器軌跡快速規(guī)劃方法，其特征在于，包括滑翔全段預規(guī)劃和末段重規(guī)劃兩部分；
2.根據(jù)權利要求1所述一種反空中隱身目標的滑翔飛行器軌跡快速規(guī)劃方法，其特征在于，所述滑翔全段預規(guī)劃部分采用縱、側(cè)向規(guī)劃和外環(huán)迭代修正的快速軌跡規(guī)劃策略，包括以下步驟：
3.根據(jù)權利要求1所述一種反空中隱身目標的滑翔飛行器軌跡快速規(guī)劃方法，其特征在于，針對不同頂點約束類型，設置為兩個應用場景；
4.根據(jù)權利要求3所述一種反空中隱身目標的滑翔飛行器軌跡快速規(guī)劃方法，其特征在于，所述第一應用場景的軌跡規(guī)劃方法，包括如下步驟：
5.根...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：閆循良，南汶江，楊宇軒，王培臣，夏文杰，
申請(專利權)人：西北工業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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