[发明专利]一种可连续切换的自适应固定时间收敛协同制导方法

说明书

本发明公开了一种可连续切换的自适应固定时间收敛协同制导方法，首先建立导弹相对目标的运动关系数学模型，在此基础上预测了各弹体的剩余命中时间，进一步定义了剩余命中时间一致性误差变量，最后给出可保证多弹同时命中目标的连续切换自适应固定时间收敛协同制导律。本发明方法能使多导弹最终同时命中目标，相比已有的固定时间收敛协同制导方法，本发明所设计的方法能够有效降低初始制导指令的冲击。

技术领域

本发明属于制导技术领域，具体涉及一种协同制导方法。

背景技术

随着反导防御系统的不断进步和完善，传统的一对一制导攻击战术对配备防御系统目标的有效打击难度大，难以达到理想的作战效能。多飞行器高密度同时命中的饱和攻击战术由于突防能力强和命中率高的特点，成为了打击此类目标的有效方法。

收敛时间显著影响着协同制导算法的执行效果，有限时间收敛方法由于收敛时间快，收敛时间上界可估计和鲁棒性强的优点被广泛应用于协同制导算法设计中。然而，有限时间收敛方法的收敛时间上界对系统初始状态的依赖性强，当系统初始状态未知时难以估计出收敛时间上界。受此问题启发，研究学者提出了收敛时间上界不依赖初始状态的固定时间收敛方法。因此，研究可固定时间收敛的协同制导方法具有重要意义，考虑到已有固定时间收敛方法的初始控制量冲击较大，不利于直接将其应用到协同制导算法中。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种可连续切换的自适应固定时间收敛协同制导方法，首先建立导弹相对目标的运动关系数学模型，在此基础上预测了各弹体的剩余命中时间，进一步定义了剩余命中时间一致性误差变量，最后给出可保证多弹同时命中目标的连续切换自适应固定时间收敛协同制导律。本发明方法能使多导弹最终同时命中目标，相比已有的固定时间收敛协同制导方法，本发明所设计的方法能够有效降低初始制导指令的冲击。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：

步骤1：建立导弹相对目标运动关系数学模型；

假设n个导弹打击静止目标，各导弹之间的通信关系采用图论中的邻接矩阵A＝[a_ij]表示，如果第i(i＝1,2,…,n)枚导弹能够和第j(j＝1,2,…,n)枚导弹建立通信关系则a_ij＝1，否则，a_ij＝0；

针对二维平面下多导弹对固定目标的打击，假设导弹间的通信拓扑为无向连通图，第i枚导弹与目标的相对运动学模型由式(1)描述：

式中，r_i表示第i枚导弹与目标之间的距离，V_i表示恒定的第i枚导弹飞行速度，q_i为第i枚导弹视线角，γ_i和φ_i分别为第i枚导弹的航迹角和前置角；a_i为第i枚导弹的法向加速度且垂直于速度方向；

步骤2：预测导弹的剩余命中时间；

第i枚导弹的剩余命中时间采用下式预测：

式中N_s2表示导航比；

步骤3：定义剩余命中时间一致性误差变量ξ_i：

式中，为第j枚导弹的剩余命中时间；

步骤4：设计连续切换的自适应固定时间收敛协同制导律a_i：