[发明专利]一种基于梯度下降的制导参数在线修正方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于梯度下降的制导参数在线修正方法及系统，该方法步骤如下：根据飞行器当前状态与目标状态，利用在线轨迹方法得到后续的飞行轨迹与当前的制导指令；确定制导指令在线修正的最优指标，最优指标为按当前的制导指令执行若干制导周期后，得到的实际轨迹与在线轨迹方法得到的后续飞行轨迹最接近；利用梯度下降法对在线轨迹规划输出的制导指令进行修正，得到修正量；利用修正量确定制导程序角指令，完成制导参数的在线修正。本发明可使飞行器在受到本体和环境不确定影响下，实时对在线规划得到的制导程序角进行修正，从而获得最佳制导程序角，实现飞行器对不确定性的适应性提升，保证落点精度。

技术领域

本发明属于航天制导与控制领域，涉及一种基于梯度下降的制导参数在线修正方法及系统。

背景技术

在飞行过程中，若飞行器的目标点发生了变化，通常采用在线开环生成制导指令并采用PD控制进行跟踪制导实现修正飞行器的飞行轨迹的效果，该方法虽能完成变更目标后的在线控制，但在执行中遇到大气、气动等不确定性时，其制导指令执行效果差，无法准确实现在线生成的飞行轨迹，精度无法保证，同时当轨迹变化较大时，跟踪制导的PD参数可能无法适应新轨迹的跟踪任务，可能导致跟踪效果发散，飞行任务失败。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种基于梯度下降的制导参数在线修正方法及系统，能够在线准确生成飞行轨迹，保证落点精度满足要求。

本发明解决技术的方案是：

一种基于梯度下降的制导参数在线修正方法，包括：

根据飞行器当前状态与目标状态，利用在线轨迹方法得到后续的飞行轨迹与当前的制导指令；

确定制导指令在线修正的最优指标，所述最优指标为按当前的制导指令执行若干制导周期后，得到的实际轨迹与在线轨迹方法得到的后续飞行轨迹最接近；

利用梯度下降法对在线轨迹规划输出的制导指令进行修正，得到修正量；

利用修正量确定制导程序角指令，完成制导参数的在线修正。

优选的，所述最优指标满足如下公式：

其中，为利用当前的制导指令，在已知环境与本体模型下由数值积分获得的当前周期结束时的速度和高度；为在实际环境与本体模型下得到的当前周期结束时的速度和高度，由导航信息获得；分别为终端速度和终端高度；为第一权重系数，为第二权重系数。

优选的，第一权重系数取0.7，第二权重系数取0.3。

优选的，利用如下公式获得第n个制导周期的修正量：

其中，分别为当前时刻飞行器的速度和质量，为当前时刻的俯仰角，为大气密度，为气动特征面积，为气动力，为攻角，为第n-1个制导周期的执行误差，为制导周期。

优选的，，，为利用当前的制导指令，在已知环境与本体模型下由数值积分获得的第n-1个制导周期结束时的速度和高度；，为在实际环境与本体模型下得到的第n-1个制导周期结束时的速度和高度。

优选的，。

优选的，制导程序角指令满足如下公式：

其中为系数，，。

优选的，按下面方法获得：