[發(fā)明專利]一種基于貝塞爾曲線的控制攻擊角度及時(shí)間的二維協(xié)同制導(dǎo)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111051809.3
• 申請(qǐng)日: 2021-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN113835447A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程志強(qiáng);彭耿;劉夢(mèng)覺;夏青峰;李濤;龐云福;張帆;王吉心;向崇文;劉磊;馬超;陳華;許文騰;盧湛夷;劉燁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍91776部隊(duì)
• 主分類號(hào): G05D1/12
• 分類號(hào): G05D1/12
• 代理公司: 中國人民解放軍海軍專利服務(wù)中心 11044
• 代理人: 宋濤;劉書巖

本發(fā)明提出了一種基于貝塞爾曲線的控制攻擊角度及時(shí)間的二維協(xié)同制導(dǎo)方法，其特征在于計(jì)算期望飛行距離、計(jì)算貝塞爾曲線的控制點(diǎn)、計(jì)算貝塞爾曲線最大曲率、確定貝塞爾曲線終點(diǎn)范圍、根據(jù)期望長度和終點(diǎn)范圍確定貝塞爾曲線的終點(diǎn)、在飛行過程中根據(jù)真實(shí)飛行速度實(shí)時(shí)調(diào)整終點(diǎn)、實(shí)時(shí)跟蹤軌跡等計(jì)算步驟。本發(fā)明基于二段式軌跡長度單調(diào)性和曲率變化規(guī)律，設(shè)計(jì)了使用二分法確定貝塞爾曲線終點(diǎn)范圍和位置以及軌跡動(dòng)態(tài)調(diào)整控制器，實(shí)現(xiàn)了飛行器變速度條件下的攻擊時(shí)間和攻擊角度的高精度控制。該算法的復(fù)雜度為對(duì)數(shù)復(fù)雜度，具有收斂速度快、適于機(jī)載彈載計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于制導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及通過控制攻擊角度及時(shí)間的二維協(xié)同制導(dǎo)方法。

背景技術(shù)

控制攻擊角度和時(shí)間的(ITACG)制導(dǎo)律可以控制飛行器在同一時(shí)間不同角度對(duì)目標(biāo)進(jìn)行打擊，在軍事上具有很高的實(shí)戰(zhàn)價(jià)值。尤其對(duì)于協(xié)同對(duì)海突擊而言，ITACG制導(dǎo)律可以降低對(duì)方防空系統(tǒng)的攔截效果，提高突防概率。當(dāng)前ITACG制導(dǎo)律很少考慮變速度情況，其制導(dǎo)律也存在計(jì)算復(fù)雜度高，不利于實(shí)時(shí)計(jì)算的缺點(diǎn)。

具體而言，ITACG制導(dǎo)律主要有變導(dǎo)引參數(shù)法、滑模控制法、飛行過程中集中決策法、飛行過程中分散決策法等。這些控制方法難以適應(yīng)變速度的情況，且大多依賴于飛行過程中的通訊協(xié)調(diào)，一旦受到干擾很容易不能完成協(xié)同打擊。最后，部分基于幾何的制導(dǎo)律計(jì)算過程復(fù)雜，不利于機(jī)載計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于貝塞爾曲線的控制攻擊角度及時(shí)間的二維協(xié)同制導(dǎo)方法，包括以下步驟：

S1：根據(jù)期望打擊時(shí)間t_D和飛行器速度剖面確定飛行器期望飛行距離L_D；

S2：確定貝塞爾曲線的控制點(diǎn)P_c(x_c，y_c)，具體為：

記飛行器初始位置為E₁(x₁，y₁)，目標(biāo)位置為E₂(x₂，y₂)，初始航跡角為θ₀，期望攻擊角度為θ_f，則所述控制點(diǎn)點(diǎn)P_c(x_c，y_c)的位置可計(jì)算為：

y_c＝y(tǒng)₁+tan(θ_f)(x_c-x₁)

S3：根據(jù)飛行器最大側(cè)向加速度確定最大曲率τ_max，記飛行器最大側(cè)向加速度為a_max，飛行速度為V，則最大曲率τ_max＝a_max/V²；

S4：確定貝塞爾曲線終點(diǎn)E₃的所在線段記由E₁、P_c、E₃點(diǎn)組成的貝塞爾曲線為且該曲線對(duì)應(yīng)最大曲率表示為同時(shí)記

若記

則在線段上運(yùn)用二分法搜索E_3，low，

使得

在線段上運(yùn)用二分法搜索E_3，high，

使得

否則，即α₀≤0或者α₀≥π-θ：

則在線段上運(yùn)用二分法搜索E_3，middle，

使得