[发明专利]一种次优的带末角约束制导方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种次优的带末角约束的制导方法，属于制导技术领域。

背景技术

在现代制导领域，由于末端碰撞角与实际强毁伤效果息息相关，因此对于末制导段，不仅要求末点脱靶量最小，还需要满足期望的末角约束。

带末角约束的制导概念是由Kim和Grider在1973年提出的。之后，国内外大量研究人员对该领域进行了深入研究。比例制导由于其形式简单，易于工程应用等特点，被广泛应用于带末角约束制导律的设计中。Kim等人提出了一种偏置比例制导方法，该方法通过在比例制导律中添加一个时变项来得到期望的末角；Ratnoo等人分别针对静止目标和常值速度目标，采用时变比例系数的方法进行了带末角约束的制导律设计；Lu等人设计的自适应带末角约束的制导律也是通过设计时变比例系数得到的，并且该方法能应用与三维空间中。

虽然很多制导方法均能满足末端指标要求，然而得到的控制律往往不是最优的，这就意味着更多的能量消耗，这显然是不利的。因此，最优控制理论被广泛应用于带末角约束的制导律设计，该类方法不仅能够获得满意的脱靶量和末角精度，还能够得到最优的控制指令。Song等人设计的最优制导律通过旋转参考坐标系来满足末角约束。Ryoo等人提出的最优制导律不仅能够适应较大的发射角范围，还能够保证控制量全程有界。Shaferman等人引入了一个新变量(零效角)来设计带末角约束的最优制导律。状态相关黎卡提方程(SDRE)方法，属于次优的控制的范畴。该方法是由最优控制延伸而来，由于其系统矩阵是时变的，因此得到的控制指令无法保证系统全局最优。然而由于其形式直观且对系统非线性特性进行了充分利用，也已经被广泛应用于了制导领域。Ratnoo等人首次通过SDRE方法设计了带末角约束的制导律。然而，该方法仅能够对静止目标进行打击，而对于移动目标则无能为力。此外，该方法应用了剩余飞行时间这一变量，该变量在目前实际应用中无法准确测量。因此，需要提出一种形式简单且易于实际应用的制导方法来解决该领域的问题。

发明内容

本发明为解决带末角约束的末制导问题，提出了一种次优的带末角约束的制导方法。采用SDRE与积分滑模相结合的方法设计制导律使得脱靶量和末角误差均在要求范围内。

本发明的技术方案具体如下：

步骤1，建立二维平面飞行器的运动学和动力学模型：

x·=Vcosγ---(1)]]>

y·=Vsinγ---(2)]]>

V·=-Dm-gsinγ---(3)]]>