[发明专利]一种垂直起降可重复使用运载器多终端约束上升段制导方法

权利要求书

1.一种垂直起降可重复使用运载器多终端约束上升段制导方法，其特征在于，所述垂直起降可重复使用运载器多终端约束上升段制导方法包括：

步骤一、建立垂直起降可重复使用运载器动力学方程，并根据所述垂直起降可重复使用运载器动力学方程确定过程约束要求；

步骤二、根据最优控制原理推导并获取最优控制条件；

步骤三、根据垂直起降可重复使用运载器多终端约束上升段的制导任务，给定终端位置、速度和姿态角要求并确定所述终端位置、速度和姿态角要求满足的终端约束要求；

步骤四、在给定初值的条件下对所述垂直起降可重复使用运载器动力学方程和最优控制条件进行积分，获得终端状态变量和协态变量；其中，给定初值；利用牛顿迭代法，对所述终端状态变量和协态变量进行求解能够使终端状态变量和协态变量满足终端约束的状态变量和协态变量初值；

步骤五、根据所述满足终端约束的状态变量和协态变量初值，结合最优控制条件即可获得制导指令。

2.根据权利要求1所述垂直起降可重复使用运载器多终端约束上升段制导方法，其特征在于，步骤一所述垂直起降可重复使用运载器动力学方程为：

其中，r,V,u,a分别为垂直起降可重复使用运载器的位置、速度、姿态和姿态变化率矢量，和分别表示位置、速度和姿态的导数；T为发动机推力，m为发动机质量；所述确定过程约束要求：保证|u|≡1，则有约束要求为：

ua＝0 (2)

。

3.根据权利要求1所述垂直起降可重复使用运载器多终端约束上升段制导方法，其特征在于，步骤二所述的根据最优控制原理推导并获取最优控制条件的过程包括：

第一步、根据最优控制原理，确定性能函数J为：

J＝min t_f (3)

其中，t为发射时间，下角标“f”表示终端值；

第二步、确定哈密尔顿函数H为：

其中，p_r,p_v,p_u,μ为协态变量；

第三步、根据最优控制原理，确定最优控制条件为：

第四步、根据第三步获得的最优控制条件，则确定：

且有

则

a＝-p_u-μu (11)

根据约束

ua＝0 (12)

有

4.根据权利要求1所述垂直起降可重复使用运载器多终端约束上升段制导方法，其特征在于，

步骤三所述所述终端位置、速度和姿态角要求满足的终端约束要求为：

H_f+1＝0 (14)

。