[发明专利]一种具有高度约束的高置修正比例导引律方法

权利要求书

1.一种具有高度约束的高置修正比例导引律方法，其特征在于一种具有高度约束的高置修正比例导引律方法具体是按照以下步骤进行的：

步骤一、建立高置修正比例导引律模型

式中：为弹道倾角角速度；k为比例系数；d为期望高置量；R为导弹与目标中心的相对距离；q为目标中心视线角；为弹目中心线角速度；为导弹与目标接近的速度；

步骤二、对高置修正比例导引律模型进行简化，得到高置修正比例导引律简化后的模型

式中：φ为光轴与导弹纵轴间夹角；τ为剩余飞行时间；v_t为目标作水平匀速直线运动速度；v为导弹速度，r为导弹与理想命中点间的相对距离；

步骤三、利用高置修正比例导引律简化后的模型计算剩余飞行时间τ，

式中：为剩余飞行时间的平均速度；定义为θ为弹道倾角，q₁为目标高置部位视线角。

2.根据权利要求1所述一种具有高度约束的高置修正比例导引律方法，其特征在于：所述步骤一中建立高置修正比例导引律模型具体过程为：

设导弹和目标在同一铅垂面内运动，目标作水平匀速直线运动，速度为v_t；导弹速度为v，弹道倾角为θ，弹道攻角为α；目标中心视线角为q，目标高置部位视线角为q₁，q₁与q的差角为△q；导弹前置角为η，导弹失调角为ε，光轴与导弹纵轴间夹角为φ；目标中心为T，理想命中点为点T'，期望高置量为d，导弹与目标中心的相对距离为R，导弹与理想命中点间的相对距离为r；导弹质心为o，导弹纵轴为ox₁，光轴为oX，定义令参考基准线与v_t平行；

若要求导弹攻击目标的弹着点目标中心移至目标期望命中点，则比例导引律模型为：

$\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}=k{\stackrel{\·}{q}}_1---\left(1\right)$

式中：为弹道倾角角速度；为目标期望命中点位视线角速度，k为比例系数；根据导弹与目标的几何关系可得：

R sin△q＝-d cos q₁ (2)

r sin△q＝-d cos q(3)

R cos△q＝r-d sin q₁(4)

r cos△q＝R+d sin q(5)

r²＝R²+d²+2Rd sin q(6)

△q＝q-q₁(7)

d＝r sin q₁-R sin q (8)

式中，q,q₁,△q均为负值，φ为正值；

由式(2)两边对时间求导数得

$\stackrel{\·}{R}sin\mathrm{\Δ}q+R\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{q}cos\mathrm{\Δ}q=d{\stackrel{\·}{q}}_1\sin q_1---\left(9\right)$

式中，为导弹与目标接近的速度；

将式(4)代入(9)得

$\stackrel{\·}{R}sin\mathrm{\Δ}q+(r-d\sin q_1)\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{q}=d{\stackrel{\·}{q}}_1\sin q_1---\left(10\right)$

由式(3)得

$sin\mathrm{\Δ}q=-\frac{d\cos q}{r}---\left(11\right)$

代入(10)中得

$-\stackrel{\·}{R}d\cos q+r(r-d\sin q_1)\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{q}=rd{\stackrel{\·}{q}}_1\sin q_1---\left(12\right)$

由式(7)有

$\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{q}=\stackrel{\·}{q}-{\stackrel{\·}{q}}_1---\left(13\right)$

式中，为弹目中心线角速度；

代入(12)整理得

$-\stackrel{\·}{R}d\cos q+r(r-d\sin q_1)(\stackrel{\·}{q}-{\stackrel{\·}{q}}_1)=rd{\stackrel{\·}{q}}_1\sin q_1$

$-\stackrel{\·}{R}d\cos q+(r^2-rd\sin q_1)(\stackrel{\·}{q}-{\stackrel{\·}{q}}_1)=rd{\stackrel{\·}{q}}_1\sin q_1$

$-\stackrel{\·}{R}d\cos q+(r^2-rd\sin q_1)\stackrel{\·}{q}-(r^2-rd\sin q_1){\stackrel{\·}{q}}_1=rd{\stackrel{\·}{q}}_1\sin q_1$

$-\stackrel{\·}{R}d\cos q+(r^2-rd\sin q_1)\stackrel{\·}{q}-r^2{\stackrel{\·}{q}}_1+rd{\stackrel{\·}{q}}_1\sin q_1=rd{\stackrel{\·}{q}}_1\sin q_1$

$-\stackrel{\·}{R}d\cos q+(r^2-rd\sin q_1)\stackrel{\·}{q}-r^2{\stackrel{\·}{q}}_1=0$

${\stackrel{\·}{q}}_1=(1-\frac{d\sin q_1}{r})\stackrel{\·}{q}-\frac{\stackrel{\·}{R}d\cos q}{r^2}---\left(14\right)$

由式(8)得

$\sin q_1=\frac{d+R\sin q}{r}---\left(15\right)$

代入式(14)中得

${\stackrel{\·}{q}}_1=(1-\frac{d(d+R\sin q)}{r^2})\stackrel{\·}{q}-\frac{\stackrel{\·}{R}d\cos q}{r^2}---\left(16\right)$

再将式(6)代入式(16)中得到

${\stackrel{\·}{q}}_1=(1-\frac{d(d+R\sin q)}{R^2+d^2+2Rd\sin q})\stackrel{\·}{q}-\frac{\stackrel{\·}{R}d\cos q}{R^2+d^2+2Rd\sin q}---\left(17\right)$

将式(17)带入式(1)可得高置修正比例导引律模型为

$\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}=k\left(\right(1-\frac{d(d+R\sin q)}{R^2+d^2+2Rd\sin q})\stackrel{\·}{q}-\frac{k\stackrel{\·}{R}d\cos q}{R^2+d^2+2Rd\sin q})---\left(18\right).$