[发明专利]一种微型飞行器位置与距离复合作用导引方法

说明书

本发明提供了一种微型飞行器位置与距离复合作用导引方法，主要适应于微型飞行器末端的高精度导引。其主要同同时测量飞行器与目标的侧向距离通过比较得到距离偏差信号，测量飞行器偏航角与目标之间方位角，通过比较得到角度偏差信号。再建立了非线性终点式微分器，分别以距离与角度偏差信号为输入，求取了距离与角度偏差信号的近似微分信号，同时叠加角度误差的比例积分信号，距离误差信号的非线性抗饱和信号，最终形成包含距离与位置信息的复合导引方法，保证了最终导引的高精度。本发明由于两类近似微分信号的引入，以及距离与角度两方面信号的综合，使得导引方法具有高精度、良好适应性、良好稳定性的优点。

技术领域

本发明涉及小型与微型飞行器的高精度导引领域，具体而言，涉及一种在传统姿态导引基础上复合距离与位置的复合导引方法。

背景技术

传统的导引方法一般仅采用飞行器与目标之间的视线角信息，由导引头进行测量，或者测量视线角的变化率，进行比例导引。或者测量其它角度信息，形成追踪法导引、前置法导引等等。在早期由于计算机芯片容量有限，因此上述方法具有算法简洁与单片机实施方便的优点。

但随着计算机技术的发展，计算速度与存储技术均有了几十上百倍以上的增加，因此算法的复杂度不再是限制该方法应用的瓶颈技术。而且由于微型飞行器的速度越来越大，使得导引的精度问题成为关系飞行器任务成败的关键因素。因此高精度的要求使得除了传统的角度信息构成导引方法的组成之外，对飞行器与目标之间的距离偏差信息的利用，也是新型导引方法研究的主要方向之一。而且由于测量技术的发展，上述飞行器与目标之间的距离偏差的测量方法也有很多种，可以采用直接测量的方式，也可采用通过间接测量距离与角度再进行转换的方式，因此在距离信息测量上也不存在难度。

基于以上原因，本发明提出了一类在传统角度信息测量并比较角度偏差的基础上融入距离与位置偏差信息的导引方法，其综合融合了角度与距离两方面的信息，从而从根本上提高了导引精度。同时由于非线性终点式微分器的引入，使得距离与角度微分信号能够方便快速地得到求解，从而为导引过程提供足够的阻尼，使得导引方法具有很好的稳定性与适应性。从而使得本发明不仅具有很好的理论创新性，而且具有很高的工程实用价值。

需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微型飞行器位置与距离复合作用导引方法，进而在一定程度上克服传统传统导引方法仅采用角度信息而未采用距离偏差信息而导致的精度不高的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种微型飞行器位置与距离复合作用导引方法，包括以下步骤：

步骤S10，由惯性导航元器件测量飞行器与目标的距离侧向位置，通过比较求取侧向距离偏差；测量微型飞行器的偏航角以及飞行器与目标之间的视线角；

步骤S20，根据所述的距离偏差信号，首先进行饱和限幅，并进行非线性变化，最后叠加饱和限幅信号，构造抗饱和非线性信号；

步骤S30，根据所述的距离偏差信号，建立非线性终点式微分器，得到距离偏差信号的非线性微分信号；

步骤S40，根据偏航视线误差信号，求取其非线性积分信号，并与比例信号进行综合，得到角度比例积分综合信号；

步骤S50，根据所述的偏航视线误差信号，建立非线性终点式微分器，得到偏航视线误差信号的非线性微分；

步骤S60，根据所述的距离偏差信号、距离偏差信号的抗饱和非线性信号、距离偏差信号的非线性微分信号，角度比例积分综合信号、偏航视线误差信号的非线性微分信号进行线性综合得到导引综合信号。

在本发明的一种示例实施例中，由惯性导航元器件测量飞行器与目标的距离侧向位置，通过比较求取侧向距离偏差以及测量微型飞行器的偏航角以及飞行器与目标之间的视线角包含：