[發明專利]一種飛機自主機動動作庫設計方法

在審

• 申請號: 202310238711.1
• 申請日: 2023-03-13
• 公開（公告）號: CN116339377A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 鄭華;崔小丹;李越男;黑文靜;周洲
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所;西北工業大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 劉傳準

本申請屬于飛機自動飛行控制系統設計技術領域，特別涉及一種飛機自主機動動作庫設計方法。該方法包括步驟S1、確定不同機型的多種危險場景；步驟S2、確定針對所述危險場景的自主規避機動動作；步驟S3、將所有自主規避機動動作整合，形成動作庫，所述動作庫內的自主規避機動動作被劃分為基本操縱動作和復雜戰術動作；步驟S4、對所述動作庫內的自主規避機動動作進行控制輸入的定量描述，形成自主規避機動動作與控制指令的對應關系表；步驟S5、根據危險態勢決策出自主規避機動動作，對于決策出的不在所述動作庫內的自主規避機動動作，對其進行定量描述并加入動作庫中。本申請能夠不斷完善動作庫，豐富了動作庫的自主機動動作。

技術領域

本申請屬于飛機自動飛行控制系統設計技術領域，特別涉及一種飛機自主機動動作庫設計方法。

背景技術

隨著戰場環境日趨復雜，飛機面臨著越來越多的威脅，對于一些需要快速反應、精確操縱的威脅場景，由飛行員執行機動操縱時可能會因為緊張等情緒出現反應延遲、操縱精度不夠甚至誤操縱，從而導致危險，因此，研究飛機自主機動，并建立自主機動動作庫非常有必要。

常用的機動動作庫主要分為兩類，一類是包含各種經典空戰戰術飛行動作的“典型戰術動作庫”，另一類是包含常用空戰操縱方式的“基本操縱動作庫”。

常用的典型戰術動作庫有兩種：

第一種包括16種機動動作：1)直線飛行；2)定常盤旋；3)將機頭轉向目標；4)下滑增速；5)俯沖；6)急拉起；7)半筋斗；8)半滾倒轉；9)戰斗轉彎；10)跟蹤瞄準；11)急規避轉彎；12)急盤旋；13)蛇形機動；14)筒滾；15)高速Yo-Yo；16)低速Yo-Yo。

第二種包括25種機動動作：1)直線飛行；2)定常盤旋；3)前置跟蹤；4)俯沖增速；5)斜拉起；6)急拉起；7)純跟蹤；8)半筋斗；9)爬升半滾；10)高過載上滾；11)高過載下滾；12)規避轉彎；13)急規避；14)增速轉彎；15)蛇形機動；16)筒滾；17)急盤降；18)大坡度外轉；19)回轉；20)急上升轉彎；21)下降急轉；22)下滑倒轉；23)半滾倒轉；24)高速Yo-Yo；25)低速Yo-Yo。

基本操縱動作庫主要指美國NASA學者根據空戰中最常用的機動方式提出的動作庫。主要包括以下7種動作：1)最大加速；2)最大減速；3)最大過載爬升；4)最大過載俯沖；5)最大過載左轉；6)最大過載右轉；7)穩定飛行(各控制量不變)。依照這種方式設計的動作庫都可以歸類于基本操縱動作庫。

上述兩類機動動作庫均存在不足，對于基本戰術動作庫，在實際應用時，選擇并執行一個機動動作的過程中，就可能隨著敵方的反應，使得戰場態勢發生變化，因此大部分情況下不可能完成一個完整的戰術機動動作。常見的處理措施是在動作過程中設置幾個中間出口，但這樣的處理仍然無法完全解決這個問題。對于基本操縱動作庫，雖然基本操縱動作可以進行一步一判，但由于這七種機動動作均為極限操縱，因此并不符合實際，且這七種基礎動作無法組成所有的戰術動作。

發明內容

為了解決上述技術問題至少之一，本申請設計了一種飛機自主機動動作庫設計方法，以解決飛機自主機動決策及控制問題。該飛機自主機動動作庫設計方法主要包括：

步驟S1、確定不同機型的多種危險場景；

步驟S2、確定針對所述危險場景的自主規避機動動作；

步驟S3、將所有自主規避機動動作整合，形成動作庫，所述動作庫內的自主規避機動動作被劃分為基本操縱動作和復雜戰術動作，所述基本操縱動作是指給定一次控制輸入即可完成的動作，所述復雜戰術動作由多個基本操縱動作連接形成；

步驟S4、對所述動作庫內的自主規避機動動作進行控制輸入的定量描述，形成自主規避機動動作與控制指令的對應關系表；