[發(fā)明專利]一種飛行器制導(dǎo)方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111576613.6
• 申請日: 2021-12-22
• 公開（公告）號: CN114237299A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊良;陳萬春;王沖沖
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 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(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張萍

本申請?zhí)峁┝艘环N飛行器制導(dǎo)方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，涉及導(dǎo)彈發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域，具體為：獲取當(dāng)前時刻飛行器的位置、飛行速度和彈道傾角；根據(jù)當(dāng)前時刻飛行器的位置、飛行速度和彈道傾角，計算當(dāng)前時刻的多項式形式的虛擬控制量；根據(jù)當(dāng)前時刻的多項式形式的虛擬控制量和含有攻角參數(shù)的虛擬控制量，建立含有攻角參數(shù)的非線性函數(shù)；求解非線性函數(shù)為0時的攻角，將其作為當(dāng)前時刻至下一時刻間的指令攻角。本申請可以根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)實時生成最優(yōu)制導(dǎo)指令，不依賴于標(biāo)稱軌跡，適應(yīng)性更強。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及導(dǎo)彈發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種飛行器制導(dǎo)方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

在飛行器從爬升段到固定高度的巡航段的飛行過程中，由于需要從爬升飛行狀態(tài)切換至巡航飛行狀態(tài)，存在一個過渡段的控制過程，過渡段攻角容易發(fā)生較大的振蕩，相應(yīng)的速度和高度也會發(fā)生振蕩，過渡過程不平滑。此外，常用的制導(dǎo)方法是跟蹤一條提前設(shè)計好的標(biāo)稱彈道，適應(yīng)性較差。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N飛行器制導(dǎo)方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的飛行器在爬升段和巡航段的制導(dǎo)律設(shè)計上存在過渡段的技術(shù)問題，并且可以根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)實時生成最優(yōu)制導(dǎo)指令，不依賴于標(biāo)稱軌跡，適應(yīng)性更強。

一方面，本申請實施例提供了一種飛行器制導(dǎo)方法，包括：

獲取當(dāng)前時刻飛行器的位置、飛行速度和彈道傾角；

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

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

進一步的，根據(jù)當(dāng)前時刻飛行器的位置、飛行速度和彈道傾角，計算當(dāng)前時刻的多項式形式的虛擬控制量；包括：

當(dāng)前時刻的多項式形式的虛擬控制量u(t)為：

其中,t為當(dāng)前時刻，v_t為當(dāng)前時刻的飛行器的速度，γ_t為當(dāng)前時刻的飛行器的彈道傾角；z_t為當(dāng)前時刻的飛行器在發(fā)射坐標(biāo)系的z坐標(biāo)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。

進一步的，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(dǎo)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(qū)間為5秒至15秒。

進一步的，根據(jù)當(dāng)前時刻的多項式形式的虛擬控制量和含有攻角參數(shù)的虛擬控制量，建立含有攻角參數(shù)的非線性函數(shù)；包括：

建立當(dāng)前時刻的虛擬控制量u_com(t)的表達式：

其中，T為發(fā)動機推力，α為帶求解的攻角，ρ為大氣密度函數(shù)，C_l(Ma,α)為升力系數(shù)，馬赫數(shù)Ma＝v_t-1/v_air，v_air為當(dāng)?shù)匾羲伲籗_ref為飛行器的特征面積，g為重力加速度，m為飛行器的質(zhì)量；

含有攻角參數(shù)的非線性函數(shù)F(α)為：

F(α)＝u(t)-u_com(t)。