[发明专利]一种以开伞高度为控制目标的大气进入制导方法

权利要求书

1.一种以开伞高度为控制目标的大气进入制导方法，其特征在于：

(1)完成标称轨迹设计，获得标称制导律u_ref，标称纵程s_ref，标称高度变化率标称阻力加速度D_ref，标称升力加速度L_ref，标称待飞高度H_{togo_ref}，标称飞行路径角γ_ref；

(2)根据当前飞行纵程s，阻力加速度D和高度变化率相对标称纵程s_ref，标称阻力加速度D_ref，标称高度变化率的偏差，以及当前速度对应的标称待飞高度H_{togo_ref}，预测当前的待飞高度H_{togo_p}；

预测待飞高度H_{togo_p}通过如下计算公式计算：

为待飞高度相对纵程、高度变化率和阻力加速度的偏导数，表征高度受以上3个状态量影响的灵敏度；

(3)根据预测的待飞高度H_{togo_p}，求解控制补偿量Δu，以消除预测的待飞高度与参考待飞高度的偏差；

(4)利用控制补偿量Δu以及步骤(1)中获得的标称制导律u_ref确定最终的制导律u_c；

(5)在大气进入点至开伞前，实时获取着陆器的纵程s、高度变化率阻力加速度D，生成最终的制导律u_c，发送至着陆巡视器进行闭环控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中的制导律补偿量Δu通过下述公式计算：

其中，K为过控系数，为高度对制导律的偏导数；制导律D为阻力加速度，L/D为升阻比，σ为倾侧角。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的过控系数K＞1且在着陆巡视器升力控制能力范围内越大越好。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：最终的制导律u_c表达形式如下：

其中，σ_ref(V)、D_ref(V)、L_ref(V)分别为当前地速V时刻对应的标称倾侧角、标称阻力加速度、标称升力加速度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：制导指令通过下述方式进行描述：

其中，V为当前地速；K_{ld_R}为升阻比估计修正系数，F₁(V)，F₂(V)，F₃(V)，F₄(V)均为偏差反馈增益系数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的偏差反馈增益系数通过下述方式进行确定：

1)简化得到纵向平面内的质心动力学方程；

2)将步骤1)简化的质心动力学方程在参考轨迹附近进行线性化处理，得到线性时变系统方程；

3)获得上述线性时变系统方程的伴随系统方程；

4)通过边界条件和伴随系统方程反向积分得到其他各时刻的协态变量值λ(t)，利用协态变量值计算偏差反馈增益系数。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：偏差反馈增益系数计算公式如下：

λ_h(V)，λ_γ(V)，λ_s(V)，λ_u(V)为当前地速V下的协态变量，即伴随方程的状态变量。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：升阻比估计修正系数K_{ld_R}通过先计算实际升阻比与参考升阻比的比值，再经过一阶滤波得到。