[发明专利]一种用于高动态飞行器的跟踪微分控制制导方法

说明书

本发明公开了一种应用于高动态飞行器的跟踪微分控制制导方法，该方法以考虑自动驾驶仪动态特性的三维制导模型进行制导控制，可以优化传统反步控制过程中产生的“微分膨胀”问题，同时相比于同样解决此问题的应用一阶低通滤波器的动态面制导律，所述制导控制方法采用跟踪微分器对反步设计过程中产生的虚拟控制变量进行微分处理，使得获取的结果有更高的精度，从而产生了更高的控制精度，实现了精度更高的制导控制。

技术领域

本发明涉及高动态飞行器的制导控制，具体涉及一种用于高动态飞行器的跟踪微分控制制导方法。

背景技术

近年来，随着目标机动性和防御性能的增强，制导方法研究逐渐深入，经典的比例导引方法难以针对考虑自动驾驶仪动态特性的多阶制导模型进行制导方法设计。

传统反步控制方法通过直接微分的方法来求解下一步设计中需要使用的虚拟控制变量的导数，但当虚拟控制变量快速变化时直接微分会使得求解出来的导数变量急速“膨胀”变化，影响控制过程。

动态面控制方法虽然可以对虚拟控制变量进行滤波处理从而得到下一步的近似虚拟控制变量的导数，但是精度难以保障，难以在工程实际中予以应用。

由于上述原因，本发明人对高动态飞行器跟踪目标的制导方法做了深入研究，以期待设计出一种能够解决上述问题的用于高动态飞行器的跟踪微分控制制导方法。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种应用于高动态飞行器的跟踪微分控制制导方法，该方法以考虑自动驾驶仪动态特性的三维制导模型进行制导控制，可以优化传统反步控制过程中产生的“微分膨胀”问题，同时相比于同样解决此问题的应用一阶低通滤波器的动态面制导律，所述制导控制方法采用跟踪微分器对反步设计过程中产生的虚拟控制变量进行微分处理，使得获取的结果有更高的精度，从而产生了更高的控制精度，实现了精度更高的制导控制；从而完成本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供一种用于高动态飞行器的跟踪微分控制制导方法，

该制导方法中，实时获得飞行器的控制指令，将所述控制指令传递给飞行器上的舵机，所述舵机根据该控制指令打舵工作，调整飞行器的飞行状态，从而使得飞行器命中目标。

其中，所述控制指令通过下式(一)获得：

其中，u表示控制指令，

K₃表示设计参数，

s₃表示误差面三，

ξ表示阻尼比，

ω_n表示无阻尼固有频率，

x₃表示飞行器与目标视线上的飞行器视线法向加速度一阶导数，

x₂表示飞行器与目标视线上的飞行器视线法向加速度，

表示跟踪飞行器与目标视线上的飞行器视线法向加速度一阶导数的虚拟变量导数。

其中，所述误差面三s₃通过下式(二)获得：

s₃＝x₃-x_3d       (二)

其中，x₃表示飞行器与目标视线上的飞行器法向加速度一阶导数；表示a_Mε的导数；表示a_Mη的导数，a_Mε表示视线坐标系中飞行器加速度在Y轴上的分量，a_Mη表示视线坐标系中飞行器加速度在Z轴上的分量；