【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種帶有到達(dá)角和視場角約束的機動目標(biāo)攔截制導(dǎo)方法，屬于飛行器控制。
技術(shù)介紹
1、制導(dǎo)律的主要任務(wù)是引導(dǎo)飛行器能夠以零脫靶距離成功攔截目標(biāo)。目前，在一些任務(wù)中，為了提高對目標(biāo)的攔截概率和打擊效果，還需要對到達(dá)角度進(jìn)行約束。此外，飛行器在追蹤機動目標(biāo)的過程中，需要使飛行器的目標(biāo)探測器能夠一直鎖定機動目標(biāo)，防止目標(biāo)飛出目標(biāo)探測器的視場范圍，這需要限制飛行器在制導(dǎo)過程中的視場角不能超過目標(biāo)探測器的最大視場，這稱為視場角約束。
2、現(xiàn)有的具有到達(dá)角和視場角約束的制導(dǎo)方法，大都需要將描述飛行器和目標(biāo)之間相對運動的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行線性化近似，或者需要假設(shè)在制導(dǎo)過程中前置角能保持在零附近。自然而然地，基于這些近似假設(shè)而設(shè)計的制導(dǎo)方法具有一定的局限性，當(dāng)近似假設(shè)的條件不被滿足時，制導(dǎo)性能會不可避免地下降。
3、因此，有必要對機動目標(biāo)攔截制導(dǎo)方法進(jìn)行更為深入的研究，以解決上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了克服上述問題，本專利技術(shù)人進(jìn)行了深入研究，提出了一種帶有到達(dá)角和視場角約束的機動目標(biāo)攔截制導(dǎo)方法，優(yōu)選地，包括以下步驟：
2、s1、建立飛行器攔截機動目標(biāo)的相對運動方程；
3、s2、將相對運動方程轉(zhuǎn)化為以飛行器與目標(biāo)距離為自變量的相對運動模型；
4、s3、設(shè)置期望的相對前置角的變化曲線，基于相對運動模型獲得制導(dǎo)律表達(dá)式；
5、s4、通過限制相對前置角曲線的最大值進(jìn)行視場角約束，進(jìn)而獲得到達(dá)角度的可達(dá)范圍，在到達(dá)角度滿足
6、在一個優(yōu)選的實施方式中，s1中，所述飛行器攔截機動目標(biāo)的相對運動方程表示為：
7、
8、σm＝γm-λ
9、
10、其中，r表示飛行器與目標(biāo)的距離，vm為飛行器的飛行速度,vt為機動目標(biāo)的飛行速度，γm為飛行器的彈道傾角,γt為目標(biāo)的彈道傾角,λ表示視線角，σm為飛行器的視場角,且滿足視場角約束σmax為視場角最大值，am為飛行器的法向加速度,at為目標(biāo)的法向加速度。
11、在一個優(yōu)選的實施方式中，s2中，通過設(shè)置相對變量，將相對運動方程轉(zhuǎn)化為以飛行器與目標(biāo)距離為自變量的相對運動模型。
12、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述相對變量設(shè)置為：
13、k＝vt/vm
14、γr＝arctan[(sinγm-ksinγt)(cosγm-kcosγt)]
15、
16、ar＝amcos(γm-γr)-atcos(γt-γr)
17、其中，k為速度比，γr、ηr、vr、ar分別表示相對傾角、相對前置角、相對速度和相對加速度，且有
18、
19、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述相對運動模型表示為：
20、
21、在一個優(yōu)選的實施方式中，s3中，設(shè)置以距離r為自變量的三次函數(shù)，將其作為期望的相對前置角的變化曲線，表示為：
22、
23、其中，r0是飛行器與目標(biāo)的初始相對距離，為待設(shè)計的期望的相對前置角，a、b、c、d是由邊界條件和到達(dá)角約束來確定的設(shè)計參數(shù)。
24、在一個優(yōu)選的實施方式中，獲得的制導(dǎo)律表達(dá)式為：
25、
26、在一個優(yōu)選的實施方式中，s4中，所述視場角約束可轉(zhuǎn)化為對相對前置角的最大值的限制，表示為：
27、
28、其中，ηmax表示相對前置角曲線的最大值，
29、根據(jù)相對前置角的最大值的限制獲得設(shè)計參數(shù)a的約束：
30、γa＝{aamin≤a≤amax}
31、amin＝κ1ηmax
32、amax＝κ2ηmax
33、x＝ηr0ηmax
34、
35、其中，γa表示設(shè)計參數(shù)a的約束，amin表示設(shè)計參數(shù)a的最小值，amax表示設(shè)計參數(shù)a的最大值，κ1、κ2、x、κ21、κ22為中間參量。
36、在一個優(yōu)選的實施方式中，到達(dá)角度的可達(dá)范圍λd表示為：
37、λmin≤λd≤λmax
38、
39、
40、其中，λmax表示到達(dá)角度的最大值，λmin表示到達(dá)角度的最小值。
41、本專利技術(shù)所具有的有益效果包括：
42、(1)與已有的攔截機動目標(biāo)的制導(dǎo)方法不同，本專利技術(shù)在設(shè)計過程中不需對飛行器與目標(biāo)的相對運動數(shù)學(xué)模型進(jìn)行線性化近似處理，不需要小前置角的前提假設(shè)；
43、(2)所設(shè)計的解析形式的制導(dǎo)律，設(shè)計方法簡單、工程實用性較強，在實現(xiàn)精確攔截機動目標(biāo)的同時，可以滿足到達(dá)角和目標(biāo)探測器的視場角約束，適用于具有到達(dá)角約束和目標(biāo)探測器視場受限的制導(dǎo)任務(wù)；
44、(3)不需要對飛行器和目標(biāo)相對運動的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行線性化，不需要對制導(dǎo)參數(shù)進(jìn)行反復(fù)試湊，具有設(shè)計使用方法簡單、適用性強等特點。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種帶有到達(dá)角和視場角約束的機動目標(biāo)攔截制導(dǎo)方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有到達(dá)角和視場角約束的機動目標(biāo)攔截制導(dǎo)方法，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有到達(dá)角和視場角約束的機動目標(biāo)攔截制導(dǎo)方法，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有到達(dá)角和視場角約束的機動目標(biāo)攔截制導(dǎo)方法，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶有到達(dá)角和視場角約束的機動目標(biāo)攔截制導(dǎo)方法，其特征在于，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有到達(dá)角和視場角約束的機動目標(biāo)攔截制導(dǎo)方法，其特征在于，
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶有到達(dá)角和視場角約束的機動目標(biāo)攔截制導(dǎo)方法，其特征在于，
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有到達(dá)角和視場角約束的機動目標(biāo)攔截制導(dǎo)方法，其特征在于，
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶有到達(dá)角和視場角約束的機動目標(biāo)攔截制導(dǎo)方法，其特征在于，
【技術(shù)特征摘要】
1.一種帶有到達(dá)角和視場角約束的機動目標(biāo)攔截制導(dǎo)方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有到達(dá)角和視場角約束的機動目標(biāo)攔截制導(dǎo)方法，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有到達(dá)角和視場角約束的機動目標(biāo)攔截制導(dǎo)方法，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有到達(dá)角和視場角約束的機動目標(biāo)攔截制導(dǎo)方法，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶有到達(dá)角和視場角...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何紹溟，曹瑞浩，林德福，陳曦，
申請(專利權(quán))人：北京理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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