一种考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法

本发明涉及飞行器拦截机动目标时的控制方法，具体涉及一种考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法。

背景技术：

1、在实际应用环境中，随着航空航天工业和精确制导技术的发展，各种新式飞行器拥有极高的飞行高度、飞行速度、非线性和机动性，为如今的飞行器机动拦截任务带来了挑战。传统的拦截飞行器的制导律在面对非机动目标时具有较高的制导精度，但在面对高机动目标时由于丧失速度和机动性优势，造成制导精度下降、脱靶率提高、毁伤能力降低等问题。因此，传统飞行器制导律已不能满足当前实际的工作需要，亟需设计一种具有较高的毁伤能力、机动性、普适性和鲁棒性的拦截飞行器制导律，以提高飞行器在针对机动目标时的制导精度和拦截效能。

2、针对此例问题，本专利在视线坐标系下建立弹目相对运动模型，基于模糊滑模控制理论和反步法控制理论，提出了一种模糊滑模反步制导律，以期待通过该制导律来解决上述问题，提高拦截飞行器的命中精度。

技术实现思路

1、为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法，该方法中，通过设置模糊滑模反步制导律，该制导律能在存在自动驾驶仪滞后的情况下实现对机动目标的拦截，提高拦截飞行器的制导精度，该方法还同时带有角度约束，能提高拦截飞行器的毁伤能力，具有重要工程意义，从而完成本发明。

2、具体来说，本发明的目的在于提供一种考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法，该方法在视线坐标系下，通过模糊滑模反步制导律实时获得飞行器的最终需用过载，再将所述最终需用过载输入到驾驶仪中，在该驾驶仪存在滞后的情况下，该驾驶仪基于所述最终需用过载对飞行器进行打舵控制，使得飞行器准确拦截命中机动目标。

3、其中，通过所述模糊滑模反步制导律分别实时获得俯仰方向需用过载和偏航方向需用过载，再将获得的所述俯仰方向需用过载和偏航方向需用过载进行合成，得到最终需用过载；

4、所述俯仰方向需用过载或者偏航方向需用过载通过下式（一）获得：

5、  （一）

6、其中，表示通道方向，包括俯仰通道和偏航通道；表示俯仰通道需用过载或者偏航通道需用过载；当中的为，即表示俯仰通道需用过载时，式（一）中各参数都选取为俯仰通道相关参数，当中的为，即表示偏航通道需用过载时，式（一）中各参数都选取为偏航通道相关参数；表示俯仰通道固有频率或者偏航通道固有频率；表示俯仰通道阻尼比或者偏航通道阻尼比；表示状态变量；所述状态变量选择为俯仰通道加加速度或者偏航通道加加速度；表示反步法第二步的虚拟控制指令的导数；表示反步法第二步的虚拟控制指令对状态变量的跟踪误差；、和各自独立地表示设计参数。

7、本发明所具有的有益效果包括：

8、（1）根据本发明提供的考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法，该方法中提供的模糊滑模反步制导律能够在有限时间内实现对机动目标的拦截，对目标的机动动作和系统的不确定性与外部扰动具有一定的鲁棒性，并能实现考虑视线角度约束的拦截以提高拦截飞行器的毁伤能力；

9、（2）根据本发明提供的考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法，在实际考虑机动拦截过程中自动驾驶仪存在滞后的问题，该方法中提出的模糊滑模反步制导律能够有效补偿自动驾驶仪的二阶滞后环节，且具有一定的鲁棒性和普适性。

技术特征：

1.一种考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法，其特征在于，该方法在视线坐标系下，通过模糊滑模反步制导律实时获得飞行器的最终需用过载，再将所述最终需用过载输入到驾驶仪中，在该驾驶仪存在滞后的情况下，该驾驶仪基于所述最终需用过载对飞行器进行打舵控制，使得飞行器准确拦截命中机动目标。

2.根据权利要求1所述的考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法，其特征在于，

4.根据权利要求2或3所述的考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法，其特征在于，

10.根据权利要求7所述的考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种考虑驾驶仪滞后的机动目标角度约束制导方法，该方法中，通过设置模糊滑模反步制导律，该制导律能在存在自动驾驶仪滞后的情况下实现对机动目标的拦截，提高拦截飞行器的制导精度，该方法还同时带有角度约束，能提高拦截飞行器的毁伤能力，具有重要工程意义。

技术研发人员：王伟,刘明,连萍萍,王雨辰,杨婧,李成洋,张宏岩,郭琪,刘锐奇,张普熙
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7