[发明专利]包含速度过程约束和多终端约束的空地导弹投放下滑段制导方法

说明书

技术领域

本发明属于航天技术、武器领域，涉及一种亚声速空地导弹投放下滑段的多约束制导方法，具体来说，是一种包含速度过程约束和多终端约束的空地导弹投放下滑段制导方法，在保证导弹在最小控制指标要求下从投放高度导引至点火高度，并满足最大空速约束和终端空速、攻角与弹道倾角约束。 

背景技术

空地导弹是现代战争中实现精确打击的一种重要武器，具有成本低、突防能力强、多用性强等特点。在现代战争中，为了保证载机安全，要求空地导弹具有良好的任务适应能力。为了保证空地导弹在发射后能够顺利点火，需要一段过渡弹道将其导引至点火所需的高度、速度和姿态；同时，对亚声速空地导弹，其气动外形也只适用于低速情况，若进入跨声速区将严重影响飞行控制的稳定性。因此，需要设计一种考虑最大空速约束和多终端约束投放下滑段制导方法。 

传统的投放下滑段弹道设计主要采用弹道规划的方法，如采用遗传算法或者伪谱法进行寻优，或者采用指数下滑、圆弧下滑弹道进行组合。在设计好这些弹道后，还需要相应的跟踪算法来解算制导指令。然而，这种制导方法存在着两点不足：其一，需要离线计算各种情况下的参考弹道，准备工作繁杂，无法应对复杂多变的战场环境；其二，对实际飞行中的各种扰动的鲁棒性差。闭环解析制导律（如比例导引、广义显示制导律）是当前应用较为广泛的制导方法，它具有简单、鲁棒性好等特点。然而，当前的闭环解析制导律大多通过假设速度为常量的线性化运动方程获得，对于速度控制很少考虑。 

发明内容

针对上述问题，本发明针对上述亚声速空地导弹投放下滑段的多约束制导问题，提出一种包含速度过程约束和多终端约束的空地导弹投放下滑段制导律，满足终端高度、弹道倾角、空速和攻角的要求，同时满足下滑过程中最大空速约束。 

本发明包含速度过程约束和多终端约束的空地导弹投放下滑段制导方法，将导弹投放下滑段制导过程分为三段，分别为拉起段、速度控制段、点火制导段制导，通过对各段分别制导，实现导弹投放下滑段制导，具体方法如下： 

A、对拉起段进行制导： 

导弹高空投放，存在可用加速度不足平衡重力，此时： 

L_max-mgcosγ＜0   (1) 

-D_max-mgsinγ＞0   (2) 

其中，m为导弹的质量；g为重力加速度；γ为导弹当前的弹道倾角；L_max和D_max分别为导弹在最大可用攻角下的升力和阻力： 

Lmax=12ρVa2SrefC1maxDmax=12ρVa2SrefCdmax---(3)]]>

其中，ρ为大气密度；V_a为导弹在气流坐标系下的速度；S_ref为导弹的气动参考面积；C_lmax和C_dmax分别为导弹的最大升力系数和最大阻力系数；C_lmax和C_dmax分别为最大攻角对应的升力系数和阻力系数；