[發明專利]一種多領彈多從彈群組協同制導方法

有效

• 申請號: 202110510192.0
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113359813B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 李國飛;凡永華;呂金虎;何威;胡珊;王波蘭;許朋亞;吳云潔;左宗玉;任依凡;邢爾博
• 申請（專利權）人: 西北工業大學;上海機電工程研究所
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

本發明提供一種多領彈多從彈群組協同制導方法，包括：步驟1：建立導彈相對目標的運動關系數學模型；步驟2：預測領彈的剩余命中時間；步驟3：定義領彈的一致性誤差變量；步驟4：給出領彈的協同制導律；步驟5：定義第k組第f個從彈變量為；步驟6：給出從彈的協同制導律。通過本發明設計的方法，借助彈群間領彈的通信、以及彈群內的通信，通過建立運動關系數學模型，定義協同變量，分別給出了領彈和從彈的協同制導律，使得所有的導彈最終同時命中目標。

技術領域

本發明涉及一種多領彈多從彈群組協同制導方法，屬于飛行器制導、控制領域。具體為發明了包含多領彈多從彈的群組協同制導律，使得所有導彈最終同時命中目標。

背景技術

協同制導方法能夠使得多導彈實現對目標的同時命中，具有突防能力強和命中率高的優點。根據導彈在群體中承擔“角色”的不同，協同制導方法可分為無主式協同制導律和基于“領從”式架構的協同制導律。對于“領從”式協同制導，現有的方法主要集中于單領彈多從彈的布局模式，多領彈多從彈的協同制導方法較少。如何設計出多領彈多從彈的群組協同制導方法，通過這種協同作戰的方式實現對目標的同時命中具有重要意義。

發明內容

本發明針對多領彈多從彈協同打擊靜止目標問題，提出了一種多群組協同制導方法。攻擊導彈由多個彈群組成，每個彈群包含1個領彈和多個從彈。借助彈群間領彈的通信、以及彈群內領從彈的通信，在建立運動關系數學模型，定義協同變量的基礎上，針對領彈和從彈設計出多群組協同制導方法，實現所有導彈對目標的同時命中。

本發明的設計思路為：為多組導彈群設計協同制導方法，保證所有導彈能夠最終同時命中目標。該方法首先建立領彈相對目標、從彈相對目標的運動關系數學模型，在此基礎上預測領彈的剩余命中時間，并定義剩余命中時間的協同變量，設計出領彈的協同制導律。隨之，建立彈群內從彈的一致性距離協同變量，設計出可保證與領彈彈目距離一致的從彈協同制導律，從而實現所有導彈最終同時命中目標。

本發明為一種多領彈多從彈群組協同制導方法，由以下步驟組成：

步驟1：建立導彈相對目標的運動關系數學模型

本發明假設n組彈群打擊靜止目標，每組彈群各包含1枚領彈和m_k(k＝1,2,…,n)枚從彈。領彈之間，以及組內的導彈之間在滿足通信條件時可以交互信息，可采用圖論表示導彈之間的通信關系。領彈之間的通信關系可用矩陣A＝[a_ij]來表示，如果第i(i＝1,2,…,n)枚領彈能夠和第j(j＝1,2,…,n,j≠i)枚領彈建立通信則其取值a_ij＝1，否則，a_ij＝0。采用表示第k組飛行器第f(f＝1,2,…,m_k)枚從彈和第h(h＝1,2,…,m_k，f≠h)枚從彈的通信關系，如果可以通信則否則一個組中的領彈只可以發送信息給從彈，但不能接收從彈的信息，采用表示第k組飛行器第f枚從彈與所在組領彈之間的關系，如果可接收領彈信息則否則如果任意兩個彈體都能找到至少一條通信路徑，則該通信拓撲圖為連通圖。若通信鏈路都為雙向，則為無向圖，若存在單向通信鏈路則為有向圖。

針對二維平面下多導彈對固定目標的打擊，假設彈間通信拓撲圖為連通圖，第k枚領彈與目標的相對運動學模型可由如下的方程描述：

式中，r_k表示第k枚領彈與目標之間的距離，V_k表示恒定的導彈飛行速度，q_k為視線角，γ_k和φ_k分別為導彈的航跡角和前置角，法向加速度a_k垂直于速度方向。

第k組彈群中第f個從彈相對目標的運動關系可以表示為：