[發明專利]一種飛行器制導方法、裝置、電子設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202111576613.6
• 申請日: 2021-12-22
• 公開（公告）號: CN114237299A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 楊良;陳萬春;王沖沖
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張萍

1.一種飛行器制導方法，其特征在于，包括：

獲取當前時刻飛行器的位置、飛行速度和彈道傾角；

根據當前時刻飛行器的位置、飛行速度和彈道傾角，計算當前時刻的多項式形式的虛擬控制量；

根據當前時刻的多項式形式的虛擬控制量和含有攻角參數的虛擬控制量，建立含有攻角參數的非線性函數；求解非線性函數為0時的攻角，將其作為當前時刻至下一時刻間的指令攻角。

2.根據權利要求1所述的飛行器制導方法，其特征在于，根據當前時刻飛行器的位置、飛行速度和彈道傾角，計算當前時刻的多項式形式的虛擬控制量；包括：

當前時刻的多項式形式的虛擬控制量u(t)為：

其中，t為當前時刻，v_t為當前時刻的飛行器的速度，γ_t為當前時刻的飛行器的彈道傾角；z_t為當前時刻的飛行器在發射坐標系的z坐標值；z_f為巡航飛行的指定高度，t_f為飛行器從開始飛行到指定高度z_f的飛行時間。

3.根據權利要求2所述的飛行器制導方法，其特征在于，飛行器從開始飛行到指定高度z_f的飛行時間t_f的取值為：

其中，t_setf是期望的制導律的飛行器飛行時間，t_min為進入巡航段的剩余飛行門限值，取值區間為5秒至15秒。

4.根據權利要求3所述的飛行器制導方法，其特征在于，根據當前時刻的多項式形式的虛擬控制量和含有攻角參數的虛擬控制量，建立含有攻角參數的非線性函數；包括：

建立當前時刻的虛擬控制量u_com(t)的表達式：

其中，T為發動機推力，α為帶求解的攻角，ρ為大氣密度函數，C_l(Ma，α)為升力系數，馬赫數Ma＝v_t-1/v_air，v_air為當地音速；S_ref為飛行器的特征面積，g為重力加速度，m為飛行器的質量；

含有攻角參數的非線性函數F(α)為：

F(α)＝u(t)-u_com(t)。

5.根據權利要求4所述的飛行器制導方法，其特征在于，求解非線性函數為0時的攻角，將其作為當前時刻至下一時刻間的指令攻角，包括：

利用牛頓迭代法求解滿足F(α)＝0的α，迭代過程如下：

第k+1次迭代的攻角α_k+1為：

其中，為非線性函數對第k次迭代的攻角α_k的偏導數，具體的表達式為：

其中，為升力系數對攻角的偏導數；攻角的迭代初值為上一時刻的攻角值；

當達到預設迭代次數，將得到的攻角作為當前時刻至下一時刻間的指令攻角。

6.一種飛行器制導裝置，其特征在于，包括：

獲取單元，用于獲取當前時刻飛行器的位置、飛行速度和彈道傾角；

多項式虛擬控制量計算單元，用于根據當前時刻飛行器的位置、飛行速度和彈道傾角，計算當前時刻的多項式形式的虛擬控制量；

指令攻角計算單元，用于根據當前時刻的多項式形式的虛擬控制量和含有攻角參數的虛擬控制量，建立含有攻角參數的非線性函數；求解非線性函數為0時的攻角，將其作為當前時刻至下一時刻間的指令攻角。

7.一種電子設備，其特征在于，包括：存儲器、處理器和存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求1-5任一項所述的飛行器制導方法。

8.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器運行時實現如權利要求1-5任一項所述的飛行器制導方法。