[發(fā)明專利]一種高精度高效率飛行器軌跡優(yōu)化與制導(dǎo)切換方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110774110.3
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113467509B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡光斌;徐慧;李欣;肖永強(qiáng);楊小岡;楊波;席建祥
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學(xué)
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11491
• 代理人: 張國棟

1.一種高精度高效率飛行器軌跡優(yōu)化與制導(dǎo)切換系統(tǒng)，其特征在于，所述高精度高效率飛行器軌跡優(yōu)化與制導(dǎo)切換系統(tǒng)包括：

數(shù)據(jù)獲取模塊，與中央控制模塊連接，用于通過數(shù)據(jù)獲取設(shè)備獲取所述高精度高效率飛行器信息；

數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，與中央控制模塊連接，用于通過數(shù)據(jù)預(yù)處理程序?qū)Λ@取的高精度高效率飛行器信息進(jìn)行預(yù)處理；

中央控制模塊，與數(shù)據(jù)獲取模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、優(yōu)化區(qū)域界定模塊、軌跡優(yōu)化模型構(gòu)建模塊、初始化模塊、軌跡優(yōu)化模塊、制導(dǎo)切換模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、更新顯示模塊連接，用于通過中央處理器協(xié)調(diào)控制所述高精度高效率飛行器軌跡優(yōu)化與制導(dǎo)切換系統(tǒng)各個模塊的正常運(yùn)行；

優(yōu)化區(qū)域界定模塊，與中央控制模塊連接，用于通過區(qū)域界定程序?qū)Ω呔雀咝曙w行器的軌跡優(yōu)化區(qū)域進(jìn)行界定；

軌跡優(yōu)化模型構(gòu)建模塊，與中央控制模塊連接，用于通過模型構(gòu)建程序進(jìn)行所述高精度高效率飛行器軌跡優(yōu)化模型的構(gòu)建；

初始化模塊，與中央控制模塊連接，用于通過初始化程序?qū)λ龈呔雀咝曙w行器軌跡優(yōu)化過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化處理；

軌跡優(yōu)化模塊，與中央控制模塊連接，用于通過軌跡優(yōu)化程序利用構(gòu)建得到的所述高精度高效率飛行器軌跡優(yōu)化模型進(jìn)行飛行器軌跡優(yōu)化處理；

制導(dǎo)切換模塊，與中央控制模塊連接，用于通過制導(dǎo)切換成對所述高精度高效率飛行器進(jìn)行制導(dǎo)切換處理；

數(shù)據(jù)存儲模塊，與中央控制模塊連接，用于通過存儲器存儲獲取的所述高精度高效率飛行器信息、數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)果、優(yōu)化區(qū)域界定結(jié)果、飛行器軌跡優(yōu)化模型、初始化處理信息、軌跡優(yōu)化結(jié)果以及制導(dǎo)切換結(jié)果；

更新顯示模塊，與中央控制模塊連接，用于通過顯示器對獲取的所述高精度高效率飛行器信息、數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)果、優(yōu)化區(qū)域界定結(jié)果、飛行器軌跡優(yōu)化模型、初始化處理信息、軌跡優(yōu)化結(jié)果以及制導(dǎo)切換結(jié)果的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行更新顯示。

2.如權(quán)利要求1所述高精度高效率飛行器軌跡優(yōu)化與制導(dǎo)切換系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)獲取模塊中，所述高精度高效率飛行器信息，包括所述高精度高效率飛行器當(dāng)前的海拔高度、速度、飛行航道傾角以及飛行水平距離狀態(tài)信息。

3.如權(quán)利要求1所述高精度高效率飛行器軌跡優(yōu)化與制導(dǎo)切換系統(tǒng)，其特征在于，優(yōu)化區(qū)域界定模塊中，所述通過區(qū)域界定程序?qū)Ω呔雀咝曙w行器的軌跡優(yōu)化區(qū)域進(jìn)行界定，包括：

(1)確定高精度高效率飛行器飛行路線交匯處的軌跡優(yōu)化區(qū)域范圍；

(2)根據(jù)飛行器的軌跡優(yōu)化區(qū)域確定連接區(qū)域的軌跡優(yōu)化區(qū)域范圍；

(3)根據(jù)飛行器交匯處的軌跡優(yōu)化區(qū)域范圍和連接區(qū)域的軌跡優(yōu)化區(qū)域范圍，確定飛行器軌跡優(yōu)化區(qū)域內(nèi)各子區(qū)域尺寸。

4.如權(quán)利要求3所述高精度高效率飛行器軌跡優(yōu)化與制導(dǎo)切換系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行器飛行路線交匯處的控制區(qū)域長度均為D_c，交織區(qū)是邊長為d₁的正方形，則合流區(qū)是邊長為d₁/2的正方形，設(shè)定飛行器的軌跡優(yōu)化區(qū)域總長度為D，則連接區(qū)域的長度為D-2D_c-3d₁/2。

5.如權(quán)利要求1所述高精度高效率飛行器軌跡優(yōu)化與制導(dǎo)切換系統(tǒng)，其特征在于，軌跡優(yōu)化模塊中，所述通過軌跡優(yōu)化程序利用構(gòu)建得到的所述高精度高效率飛行器軌跡優(yōu)化模型進(jìn)行飛行器軌跡優(yōu)化處理，包括：

(1)在自適應(yīng)軌跡優(yōu)化控制器中輸入對應(yīng)于該飛行器的約束條件；

(2)高超聲速飛行器進(jìn)入再入段后，開啟飛行器傳感器，得到高超聲速飛行器當(dāng)前的海拔高度、速度、飛行航道傾角和飛行水平距離狀態(tài)信息；

(3)自適應(yīng)軌跡優(yōu)化控制器根據(jù)設(shè)定的海拔高度、速度、飛行航道傾角要求執(zhí)行內(nèi)部的自適應(yīng)優(yōu)化算法，得到使高超聲速飛行器水平飛行距離最長的軌跡優(yōu)化控制策略。