[发明专利]高动态旋转飞行器复合制导控制系统及方法有效

专利信息
申请号: 201910894011.1 申请日: 2019-09-20
公开(公告)号: CN112540618B 公开(公告)日: 2022-02-18
发明(设计)人: 林德福;王雨辰;王军波;杜少龙;王伟 申请(专利权)人: 北京理工大学
主分类号: G05D1/08 分类号: G05D1/08;G05D1/10
代理公司: 北京康思博达知识产权代理事务所(普通合伙) 11426 代理人: 范国锋;刘冬梅
地址: 100081 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 动态 旋转 飞行器 复合 制导 控制系统 方法
【权利要求书】:

1.一种高动态旋转飞行器复合制导控制系统,其特征在于,所述系统包括制导模块(1)、飞行器姿态测量模块(2)、舵机指令解算模块(3)和执行模块(4);其中,

所述制导模块(1)用于实时获取飞行器与目标的位置信息,并传递至舵机指令解算模块(3),

所述飞行器姿态测量模块(2)用于实时获取飞行器的飞行参数信息,并传递至舵机指令解算模块(3),

所述舵机指令解算模块(3)用于实时根据获取的飞行器与目标的位置信息及飞行器姿态信息获得打舵指令,

所述执行模块(4)用于实时根据接收到的舵机指令调整飞行器姿态;

所述制导模块(1)采用复合制导模式,包括雷达导引系统(11)和红外导引系统(12);

所述系统还包括制导模式选择模块(5),其根据飞行器与目标之间的距离选择制导模式;

在所述制导模式选择模块(5)与舵机指令解算模块(3)之间还设置有导引头(6),所述导引头(6)为捷联导引头;

在所述导引头(6)与舵机指令解算模块(3)之间还设置有视线角速度解算模块(7),以根据接收到的视线角信息实时解算得到飞行器与目标的视线角速度;

所述视线角速度解算模块(7)通过下式(四)、(五)和(六)实时获得飞行器与目标的视线角速度信息:

其中,qg表示由导引头获得的飞行器与目标的视线角;q0表示飞行器与目标的视线角的估测值,即在解算过程中通过上述式(四)、(五)、(六)估算出来的飞行器与目标的视线角的估测值;q01表示飞行器与目标的视线角速度估测值,即在解算过程中通过上述式(四)、(五)、(六)估算出来的飞行器与目标的视线角速度的估测值;表示x2的导数;表示x1的导数;表示x0的导数,上一时刻得到的x0、x1和x2数值作为下一时刻迭代的初始值;

所述a0、a1、a2、δ、k1和k2均为设计参数,a0=1~1.5、a1=7~10、a2=10~15、δ=1~2、k1=0.1~0.4和k2=0.2~0.4。

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述制导模式选择模块(5)按照以下规则选择制导模式:

当飞行器与目标之间的距离小于等于10Km且大于2.99Km时,选择雷达导引系统进行制导;

当飞行器与目标之间的距离小于等于2.99km且大于0.99Km时,选择雷达导引系统和红外导引系统进行复合制导;

当飞行器与目标之间的距离小于等于0.99km时,选择雷达导引系统和红外导引系统进行复合制导,其中,飞行器与目标的视线角信息由红外导引系统获得,飞行器与目标之间的距离由雷达导引系统获得。

3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,当飞行器与目标之间的距离小于等于2.99Km且大于0.99Km时,复合制导模式下的视线角通过下式(一)获得:

其中,表示复合制导模式下的飞行器与目标的视线角,q1表示雷达导引系统进行制导模式下的飞行器与目标的视线角,q2表示红外导引系统进行制导模式下的飞行器与目标的视线角,a为复合制导模式下雷达导引系统所占权重,b为复合制导模式下红外导引系统所占权重。

4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,式(一)中的a和b分别由下式(二)和式(三)获得:

a=0.5x-0.5 (二);

b=1-a (三)

其中,x表示飞行器与目标之间的距离。

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