[發明專利]速度不可控條件下的多彈編隊協同控制方法

有效

• 申請號: 202010772373.6
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111930142B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 韓治國;張振林;張科;呂梅柏;李偉;許錦
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

本發明涉及一種速度不可控條件下的多彈編隊協同控制方法，采用領從式制導策略，領彈和從彈的信息傳遞是單向的，從彈能夠接收領彈信息，領彈不能接收從彈信息；采用滑模變結構控制理論分別對領彈和從彈進行編隊控制器設計；本發明相比于當前多彈編隊協同控制器設計方法，無需對導彈速度進行控制，并且基于滑模變結構理論的控制律較為簡潔，并且滿足快速性和穩定性，也可以實現編隊隊形的形成和保持。

技術領域

本發明涉及導彈編隊控制技術領域，尤其涉及導彈速度不可控條件下的編隊控制方法。

背景技術

多枚導彈組成編隊系統，可以通過信息交互，共同完成目標搜索等任務，極大地增強了發現目標的概率，因此研究多彈編隊飛行具有非常重要的現實意義。

傳統的編隊控制策略分為三類：基于領導者-跟隨者的編隊控制策略、基于行為的編隊控制策略和基于虛擬結構的編隊控制策略。虛擬結構策略是通過跟蹤虛擬結構的狀態信息進行編隊保持，但是編隊信息交互較為復雜；基于行為策略是由一系列基本行為組成，包括碰撞避免、隊形保持等，控制行為為這幾種的加權平均，該方法適用性強，但是缺乏相應的理論分析基礎；領導者-跟隨者策略是通過對領彈速度、彈道傾角、彈道偏角的跟蹤來調整從彈，達到保持隊形的目的，此控制策略易于實現，所以目前領導者-跟隨者的編隊控制策略最多也最成熟。

發明內容

要解決的技術問題

現有的編隊控制器設計多集中在無人機等領域，由于其速度可控，易于編隊控制器的設計和實現。從無人機編隊控制器設計中獲得了靈感，選用領彈-從彈的編隊控制策略，采用導彈的一階自動駕駛儀進行編隊控制器設計，但是該方法需要導彈的速度可控，這在目前導彈的飛行過程中是很難實現的。

綜上所述，現有導彈編隊協同控制方法存在要對速度進行控制才能實現編隊這一問題，急需一種可以不對速度進行控制就可以實現編隊控制器的設計方法。

技術方案

一種速度不可控條件下的多彈編隊協同控制方法，采用領從式制導策略，領彈和從彈的信息傳遞是單向的，從彈能夠接收領彈信息，領彈不能接收從彈信息；其特征在于采用滑模變結構控制理論分別對領彈和從彈進行編隊控制器設計：

(1)領彈控制器設計

領彈的滑模變結構理論進行控制器設計，具體形式如下：

式中，a_nyl和a_nzl分別為領彈在彈道坐標系下的俯仰通道和偏航通道加速度，r_l和分別代表領彈與目標的彈目距離和彈目距離變化率，和分別代表領彈的視線傾角變化率和視線偏角變化率，r_1l＝r cos q_εl，m＞0，n＞0，0＜δ₁＜0.1，0＜δ₂＜0.1；

(2)從彈控制器設計

采用滑模變結構控制理論進行從彈控制器設計，具體形式如下：

式中，X₁＝[x₁ x₃ x₅]^T,X₂＝[x₂ x₄ x₆]^T，