[發(fā)明專利]考慮目標(biāo)加速度方向觀測的微分對(duì)策制導(dǎo)律設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011139459.1
• 申請(qǐng)日: 2020-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN112346339B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胥彪;許佳駱;李翔;李爽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04;F42B15/01
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

1.考慮目標(biāo)加速度方向觀測的微分對(duì)策制導(dǎo)律設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，基于導(dǎo)彈末制導(dǎo)前提，在目標(biāo)速率不變、忽略重力和空氣阻力影響、導(dǎo)彈與目標(biāo)符合一階動(dòng)態(tài)響應(yīng)的條件下，建立導(dǎo)彈與目標(biāo)的動(dòng)力學(xué)模型以及導(dǎo)彈與目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)模型，根據(jù)導(dǎo)彈與目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)模型得到視線角速率的設(shè)計(jì)模型；

步驟2，采用零化視線角速率的方法設(shè)計(jì)追逃微分對(duì)策問題，將導(dǎo)彈機(jī)動(dòng)分為追捕機(jī)動(dòng)和擾動(dòng)機(jī)動(dòng)，目標(biāo)機(jī)動(dòng)分為逃逸機(jī)動(dòng)和擾動(dòng)機(jī)動(dòng)，設(shè)計(jì)關(guān)于視線角速率、導(dǎo)彈追捕機(jī)動(dòng)、目標(biāo)逃逸機(jī)動(dòng)的支付函數(shù)，并結(jié)合所述視線角速率的設(shè)計(jì)模型得到考慮擾動(dòng)機(jī)動(dòng)的追逃微分對(duì)策問題；

所述考慮擾動(dòng)機(jī)動(dòng)的追逃微分對(duì)策問題，具體如下：

其中，R、分別為相對(duì)距離與相對(duì)速度，θ、分別為視線角與視線角速率，α_m、α_t分別為導(dǎo)彈與目標(biāo)的飛行路徑角，u_p為導(dǎo)彈追捕機(jī)動(dòng)，v_e為目標(biāo)逃逸機(jī)動(dòng)，u_d、v_d分別為導(dǎo)彈與目標(biāo)擾動(dòng)機(jī)動(dòng)，J為支付函數(shù)，t₀為制導(dǎo)初始時(shí)刻，q(x)為關(guān)于視線角速率的權(quán)重矩陣，R₁和R₂分別為關(guān)于導(dǎo)彈追捕機(jī)動(dòng)和目標(biāo)逃逸機(jī)動(dòng)的權(quán)重矩陣；

步驟3，利用狀態(tài)依賴?yán)杩ㄌ岱匠谭椒▽?duì)所述考慮擾動(dòng)機(jī)動(dòng)的追逃微分對(duì)策問題進(jìn)行求解，得到考慮擾動(dòng)機(jī)動(dòng)的微分對(duì)策制導(dǎo)律；

所述考慮擾動(dòng)機(jī)動(dòng)的微分對(duì)策制導(dǎo)律，具體為：

其中，u^*為考慮擾動(dòng)機(jī)動(dòng)的微分對(duì)策制導(dǎo)律，R₁為關(guān)于導(dǎo)彈追捕機(jī)動(dòng)的權(quán)重矩陣，a、b、c為狀態(tài)依賴參數(shù)，q為關(guān)于視線角速率的權(quán)重矩陣，γ為目標(biāo)相對(duì)于導(dǎo)彈可獲得的機(jī)動(dòng)能力系數(shù)，u_d、v_d分別為導(dǎo)彈與目標(biāo)擾動(dòng)機(jī)動(dòng)，p為變量，為視線角速率；

步驟4，當(dāng)目標(biāo)機(jī)動(dòng)全部為擾動(dòng)機(jī)動(dòng)，導(dǎo)彈機(jī)動(dòng)全部為追捕機(jī)動(dòng)時(shí)，將所述考慮擾動(dòng)機(jī)動(dòng)的微分對(duì)策制導(dǎo)律轉(zhuǎn)化為包含實(shí)時(shí)目標(biāo)加速度的微分對(duì)策制導(dǎo)律；

所述包含實(shí)時(shí)目標(biāo)加速度的微分對(duì)策制導(dǎo)律，具體為：

其中，u^**為包含實(shí)時(shí)目標(biāo)加速度的微分對(duì)策制導(dǎo)律，a、b、c為狀態(tài)依賴參數(shù)，q為關(guān)于視線角速率的權(quán)重矩陣，γ為目標(biāo)相對(duì)于導(dǎo)彈可獲得的機(jī)動(dòng)能力系數(shù)，p為變量，為視線角速率；

步驟5，在延遲信息條件下，利用已知的目標(biāo)最大機(jī)動(dòng)能力值、延遲的目標(biāo)加速度值并結(jié)合一階動(dòng)態(tài)響應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程求解得到實(shí)時(shí)的目標(biāo)加速度可達(dá)域中心，利用目標(biāo)加速度方向觀測方法對(duì)實(shí)時(shí)的目標(biāo)加速度可達(dá)域中心進(jìn)行修正，獲得目標(biāo)加速度方向觀測方法修正后的目標(biāo)加速度可達(dá)域中心；

所述目標(biāo)加速度方向觀測方法修正后的目標(biāo)加速度可達(dá)域中心，具體為：

其中，sgn(·)為符號(hào)函數(shù)，a_t(t)_min、a_t(t)_max分別為實(shí)時(shí)目標(biāo)加速度可達(dá)域的下界和上界，a_t(t)_o為目標(biāo)加速度方向觀測方法修正后的目標(biāo)加速度可達(dá)域中心，a_t(t-Δt)為t時(shí)刻導(dǎo)彈所獲得的目標(biāo)加速度，Δt為延遲時(shí)間，τ_t為目標(biāo)一階動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間，為目標(biāo)最大加速度指令；

步驟6，將所述目標(biāo)加速度方向觀測方法修正后的目標(biāo)加速度可達(dá)域中心作為目標(biāo)加速度預(yù)測值，利用目標(biāo)加速度預(yù)測值替代步驟4所述包含實(shí)時(shí)目標(biāo)加速度的微分對(duì)策制導(dǎo)律所需的實(shí)時(shí)目標(biāo)加速度值，得到考慮目標(biāo)加速度方向觀測的微分對(duì)策制導(dǎo)律；

所述考慮目標(biāo)加速度方向觀測的微分對(duì)策制導(dǎo)律，具體為：

其中，u_SDRE-ODG為考慮目標(biāo)加速度方向觀測的微分對(duì)策制導(dǎo)律，a、b、c為狀態(tài)依賴參數(shù)，γ為目標(biāo)相對(duì)于導(dǎo)彈可獲得的機(jī)動(dòng)能力系數(shù)，為視線角速率，p為變量，a_t(t)_o為目標(biāo)加速度方向觀測方法修正后的目標(biāo)加速度可達(dá)域中心，q為關(guān)于視線角速率的權(quán)重矩陣，u_d、v_d分別為導(dǎo)彈與目標(biāo)擾動(dòng)機(jī)動(dòng)，p為變量，α_m、α_t分別為導(dǎo)彈與目標(biāo)的飛行路徑角，θ、分別為視線角與視線角速率，為相對(duì)速度。