[發明專利]一種高精度高效率飛行器軌跡優化與制導切換方法及系統

有效

• 申請號: 202110774110.3
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113467509B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 蔡光斌;徐慧;李欣;肖永強;楊小岡;楊波;席建祥
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學
• 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化與制導切換系統，其特征在于，所述高精度高效率飛行器軌跡優化與制導切換系統包括：

數據獲取模塊，與中央控制模塊連接，用于通過數據獲取設備獲取所述高精度高效率飛行器信息；

數據預處理模塊，與中央控制模塊連接，用于通過數據預處理程序對獲取的高精度高效率飛行器信息進行預處理；

中央控制模塊，與數據獲取模塊、數據預處理模塊、優化區域界定模塊、軌跡優化模型構建模塊、初始化模塊、軌跡優化模塊、制導切換模塊、數據存儲模塊、更新顯示模塊連接，用于通過中央處理器協調控制所述高精度高效率飛行器軌跡優化與制導切換系統各個模塊的正常運行；

優化區域界定模塊，與中央控制模塊連接，用于通過區域界定程序對高精度高效率飛行器的軌跡優化區域進行界定；

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

初始化模塊，與中央控制模塊連接，用于通過初始化程序對所述高精度高效率飛行器軌跡優化過程的數據進行初始化處理；

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

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

數據存儲模塊，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、數據預處理結果、優化區域界定結果、飛行器軌跡優化模型、初始化處理信息、軌跡優化結果以及制導切換結果；

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、數據預處理結果、優化區域界定結果、飛行器軌跡優化模型、初始化處理信息、軌跡優化結果以及制導切換結果的實時數據進行更新顯示。

2.如權利要求1所述高精度高效率飛行器軌跡優化與制導切換系統，其特征在于，數據獲取模塊中，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前的海拔高度、速度、飛行航道傾角以及飛行水平距離狀態信息。

3.如權利要求1所述高精度高效率飛行器軌跡優化與制導切換系統，其特征在于，優化區域界定模塊中，所述通過區域界定程序對高精度高效率飛行器的軌跡優化區域進行界定，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化區域范圍；

(2)根據飛行器的軌跡優化區域確定連接區域的軌跡優化區域范圍；

(3)根據飛行器交匯處的軌跡優化區域范圍和連接區域的軌跡優化區域范圍，確定飛行器軌跡優化區域內各子區域尺寸。

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

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

(1)在自適應軌跡優化控制器中輸入對應于該飛行器的約束條件；

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

(3)自適應軌跡優化控制器根據設定的海拔高度、速度、飛行航道傾角要求執行內部的自適應優化算法，得到使高超聲速飛行器水平飛行距離最長的軌跡優化控制策略。