[發明專利]一種自適應加權微分對策制導方法

無效

• 申請號: 201210287709.5
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102902274A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 方洋旺;張平;伍友利;張藝瀚;李銳
• 申請（專利權）人: 空軍工程大學航空航天工程學院
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種自適應加權微分對策制導方法，其特征在于，該制導方法包括以下步驟：

根據飛行器和目標的相對運動獲得相對距離Dr，相對運動速度Vr和視線角速度dq；

將Vr，Dr和dq輸入狀態濾波器，通過狀態濾波器估計得到目標的加速度?和估計誤差p；

將?輸入第一控制器，輸出非對稱非完全狀態信息情形的制導律u₁；

將?和p輸入參數生成器，輸出目標懲罰系數c；

將系數c輸入第二控制器，輸出對稱完全狀態信息情形的制導律u₂；

將狀態估計誤差p輸入權值分配器，輸出兩種制導律的權值w1和w2；

將權值w1和w2以及制導律u1和u2輸入加權合成器，輸出自適應加權微分對策制導律；

控制器計算出控制指令U；

由舵機控制指令形成器形成最終的控制信號傳給舵機控制導彈飛行。

2.如權利要求1所述的自適應加權微分對策制導方法，其特征在于，由信息模式的不同，推導對稱完全信息情形及不對稱非完全信息情形下的微分對策制導律：

飛行器和目標運動追逃過程由如下微分方程描述：

飛行器與目標運動模型并作以下假設：飛行器、目標的運動視為質點運動；目標和飛行器的速度大小恒定，T、M分別表示目標和飛行器；v_M和v_T分為飛行器與目標的速度；θ_M、θ_T分別為飛行器和目標的航向角；q為目標線方位角；R為飛行器相對目標的距離；

通過對式(1)進行簡化，可以獲得關于角速度?的微分方程：

式中，u為飛行器加速度控制量在視線垂直方向的分量，v為目標加速度控制量在視線垂直方向的分量；

定義二次型性能指標函數為：

式中，a≥0，b＞0，c＞0。在此設計中制導律的關鍵在于如何通過導彈加速度的控制使視線角速度趨近于零，能較好地實現準平行接近，即通常將a→∞；若將c→∞，則目標表現為無機動飛行；

根據最優性條件，推導得到兩種信息模式下的微分對策制導律：

對稱完全信息情形下的微分對策制導律：

不對稱非完全信息情形下的制導律：

3.如權利要求1所述的自適應加權微分對策制導方法，其特征在于，根據狀態濾波器的估計結果，由當前機動能力比自適應地調節二次型指標中的懲罰系數：?

目標和飛行器的最大過載分別用和表示，定義最大機動能力比?

和一階動態特性時間比ε(ε＝τ_T/τ_M)，得到固定的參數值c，滿足?

c＝b/(μ²ε²)????????(6)?

設狀態濾波器對目標加速度的估計值加速度估計誤差為p，定義當前機動能力比μ_D和當前估計相對誤差δ_D分別為?

顯然，μ_c≤μ，設計相應的參數值c為?

當相對估計誤差為零，即δ_c＝0，時，則式(9)與式(6)一致；當加速度估計值μ_c＝0時，則c→+∞，與目標不做機動情形相一致。?

4.如權利要求1所述的自適應加權微分對策制導方法，其特征在于，根據估計誤差的大小實現不同信息模式的切換，自適應地改變追擊策略，進而形成自適應加權微分對策制導方法：

當加速度估計誤差較小時，可以充分利用加速度估計值，將其代入式(5)形成非完全信息下的飛行器微分對策制導律；當加速度估計誤差較大時，通過式(9)設計參數c，形成具有自適應特性的飛行器微分對策制導律；根據加速度估計誤差p設計兩種制導律的加權系數W₁和W₂，滿足W₁+W₂＝1，則u＝W₁u₁+W₂u₂；

根據估計誤差的大小自適應地調整兩種制導律的權重系數，以實現導引律的平穩切換，從而使整個控制過程達到最優。

5.如權利要求1-3任意一項權利要求所述的自適應加權微分對策制導方法，其特征在于，關于自適應加權微分對策制導方法的設計如下四個步驟進行：

步驟一、根據當前統計模型估計得到目標的加速度?和估計誤差p；

步驟二、求取前機動能力比μ_c和當前估計相對誤差δ_c，再計算出性能指標中的參數c；

步驟三、計算兩種信息模式下的制導律；

(1)將參數c代入式(13)形成完全狀態信息情形下制導律；?

(2)同時將對目標進行估計的加速度?代入式(19)形成非完全狀態信息情形下制導律；

步驟四、形成自適應加權微分對策制導方法；

(1)利用估計誤差p根據式(37)計算兩種信息模式下各個制導律的權值；

(2)將兩種微分對策制導律進行加權求和得到類似于混合策略的自適應加權微分對策制導律。?