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

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

S2：确定贝塞尔曲线的控制点P

记飞行器初始位置为E

y

S3：根据飞行器最大侧向加速度确定最大曲率τ

S4：确定贝塞尔曲线终点E

若

则在线段

使得

在线段

使得

否则，即α

则在线段

使得

此时若

此时若

S5：根据期望轨迹长度L

确定搜索精度ε，在线段

S6：在飞行过程中实时调整E

记飞行过程中轨迹剩余长度为L

Δγ＝k

其中k

本发明提供的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，使用二分法搜索确定贝塞尔曲线终点范围和具体位置，计算复杂度为对数级，收敛速度快，计算量小，可以满足实时计算的要求。本发明还设计了PI控制算法实时调整贝塞尔曲线终点的位置，对飞行器飞行过程中可能遇到的阻力具有很好的鲁棒性，可实现高精度打击时间控制。本发明适用于飞行器速度变化的情况，且在攻击过程中无需通讯保障，鲁棒性高，抗扰能力强。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为基于贝塞尔曲线的二段式制导轨迹示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本实施例具体步骤如图1所示，首先生成基于贝塞尔曲线的二段式制导轨迹，如图2所示。该轨迹的第一段为贝塞尔曲线

(1)对于

(2)贝塞尔曲线部分的最大曲率当

基于以上两个单调性的特点，从理论上保证了使用二分法和PI控制轨迹长度的正确性。为了计算得到该轨迹，首先要根据期望打击时间t

两直线的交点即为贝塞尔曲线的控制点P

P(τ)＝(1-τ)

进一步确定贝塞尔曲线的控制点P

记飞行器初始位置为E

y

然后，根据飞行器最大侧向加速度确定最大曲率τ

下面则在

具体而言，先计算

则最大曲率在

若α

在确定连续子线段

在飞行过程中如果飞行器的速度受到意外的扰动，则需要根据当前位置和真实飞行速度动态调整E

其中J＝E

Δγ＝k

其中k

以导弹打击固定目标为例，发射点为E

通过本实施例，进一步计算满足曲率的子线段起点为E

进一步，设计动态轨迹调整器的位置反馈参数k

其中q

综合上述实施例即计算过程，大致分为两个阶段。第一个阶段是飞行轨迹生成器运行，计算初始的E

(1)首先动态轨迹调整器根据飞行剖面以及当前飞行速度和剩余飞行时间估计飞行距离L

(2)其次动态轨迹调整器根据式(4)计算轨迹实际剩余距离L

(3)再次动态轨迹调整器根据式(5)调整贝塞尔曲线终点位置E

(4)再次轨迹跟踪控制器选择曲线上距离当前位置最近的点。

(5)最后轨迹跟踪控制器根据式(6)计算所需的横侧向加速度。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。