[發明專利]一種帶有攻擊時間約束的比例導引律設計方法

有效

• 申請號: 202011245934.3
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112069605B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 葛健全;許強強;許睿;郭玥;豐志偉;張青斌;楊濤
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F111/04
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發明公開一種帶有攻擊時間約束的比例導引律設計方法，包括以下步驟：步驟1，建立剩余飛行時間估計模型；步驟2，基于剩余飛行時間估計模型得到攻擊時間誤差反饋項，并基于攻擊時間誤差反饋項與傳統比例導引律得到第一改進型比例導引律；步驟3，基于剩余飛行時間估計模型得到偏置項，并基于偏置項與第一改進型比例導引律得到第二改進型比例導引律。通過該設計方法，不僅能夠得到的剩余飛行時間估計精度更高；且其得到的導引律能夠在不同攻擊時間控制約束和不同初始前置角條件下均可有效實施，可有效的應用于多彈協同攻擊作戰場景。

技術領域

本發明涉及航空、航天飛行器技術領域，具體是一種帶有攻擊時間約束的比例導引律設計方法。

背景技術

隨著反導防御體系的不斷加強，如近程防御武器系統(close-in weaponsystems, CIWS)的防御能力不斷提升，單枚導彈突防變得越來越困難，多彈協同打擊成為提高導彈突防能力的一種有效手段。多彈協同制導作為協同作戰中的關鍵技術之一，成為目前的研究重點和熱點。多彈協同作戰過程中，多導彈在同一時刻攻擊同一目標，能夠有效提高突防能力。因此，滿足攻擊時間約束的導引律設計成為首要解決問題。

盡管目前帶有攻擊時間控制的導引律研究成果較多，但仍有很多問題值得進一步研究，包括如何更為精確地估計剩余飛行時間、如何避免導引律中出現奇點問題以及如何滿足大前置角狀態等。

發明內容

針對上述現有技術中的一項或多項不足，本發明提供一種帶有攻擊時間約束的比例導引律設計方法。

為實現上述目的，本發明提供一種帶有攻擊時間約束的比例導引律設計方法，包括以下步驟：

步驟1，建立剩余飛行時間估計模型；

步驟2，基于剩余飛行時間估計模型得到攻擊時間誤差反饋項，并基于攻擊時間誤差反饋項與傳統比例導引律得到第一改進型比例導引律；

步驟3，基于剩余飛行時間估計模型得到偏置項，并基于偏置項與第一改進型比例導引律得到第二改進型比例導引律。

在其中一個實施例中，步驟1中，所述建立剩余飛行時間估計模型，具體包括：

建立在垂直平面內，飛行器M在指定的時間攻擊目標T時兩者之間的運動學模型，為：

式中，為飛行器速度，為飛行器和目標之間的相對距離，即剩余飛行距離，為剩余飛行距離的一階導數；、和分別代表彈道傾角、視線角和前置角，為彈道傾角的一階導數；為飛行器加速度指令，與飛行器速度方向垂直，即加速度只改變速度方向，不改變速度大小；

設定飛行器采用比例導引律，可得加速度指令，為：

式中，為導引系數，為視線角變化率；

基于飛行器與目標之間的運動學模型以及比例導引律下的加速度指令，得到時間關于前置角的導數，為：

式中，為飛行器與目標的初始相對距離，為初始前置角；

對時間關于前置角的導數進行積分，并利用泰勒展開級數，得到：

簡化后得到：

式中，t₀表示初始時刻；

當飛行器達到目標時前置角為0，因此，得到剩余飛行時間估計模型，為：