[发明专利]一种基于贝塞尔曲线的控制攻击角度及时间的二维协同制导方法

说明书

本发明提出了一种基于贝塞尔曲线的控制攻击角度及时间的二维协同制导方法，其特征在于计算期望飞行距离、计算贝塞尔曲线的控制点、计算贝塞尔曲线最大曲率、确定贝塞尔曲线终点范围、根据期望长度和终点范围确定贝塞尔曲线的终点、在飞行过程中根据真实飞行速度实时调整终点、实时跟踪轨迹等计算步骤。本发明基于二段式轨迹长度单调性和曲率变化规律，设计了使用二分法确定贝塞尔曲线终点范围和位置以及轨迹动态调整控制器，实现了飞行器变速度条件下的攻击时间和攻击角度的高精度控制。该算法的复杂度为对数复杂度，具有收敛速度快、适于机载弹载计算机实时计算的优点。

技术领域

本发明属于制导技术领域，特别涉及通过控制攻击角度及时间的二维协同制导方法。

背景技术

控制攻击角度和时间的(ITACG)制导律可以控制飞行器在同一时间不同角度对目标进行打击，在军事上具有很高的实战价值。尤其对于协同对海突击而言，ITACG制导律可以降低对方防空系统的拦截效果，提高突防概率。当前ITACG制导律很少考虑变速度情况，其制导律也存在计算复杂度高，不利于实时计算的缺点。

具体而言，ITACG制导律主要有变导引参数法、滑模控制法、飞行过程中集中决策法、飞行过程中分散决策法等。这些控制方法难以适应变速度的情况，且大多依赖于飞行过程中的通讯协调，一旦受到干扰很容易不能完成协同打击。最后，部分基于几何的制导律计算过程复杂，不利于机载计算机实时计算。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于贝塞尔曲线的控制攻击角度及时间的二维协同制导方法，包括以下步骤：

S1：根据期望打击时间t_D和飞行器速度剖面确定飞行器期望飞行距离L_D；

S2：确定贝塞尔曲线的控制点P_c(x_c，y_c)，具体为：

记飞行器初始位置为E₁(x₁，y₁)，目标位置为E₂(x₂，y₂)，初始航迹角为θ₀，期望攻击角度为θ_f，则所述控制点点P_c(x_c，y_c)的位置可计算为：

y_c＝y₁+tan(θ_f)(x_c-x₁)

S3：根据飞行器最大侧向加速度确定最大曲率τ_max，记飞行器最大侧向加速度为a_max，飞行速度为V，则最大曲率τ_max＝a_max/V²；

S4：确定贝塞尔曲线终点E₃的所在线段记由E₁、P_c、E₃点组成的贝塞尔曲线为且该曲线对应最大曲率表示为同时记

若记

则在线段上运用二分法搜索E_3，low，

使得

在线段上运用二分法搜索E_3，high，

使得

否则，即α₀≤0或者α₀≥π-θ：

则在线段上运用二分法搜索E_3，middle，

使得