[发明专利]一种基于预设性能控制的攻击时间控制制导方法

说明书

本发明设计了一种基于预设性能控制的攻击时间控制制导方法，实现飞行器在指定的攻击时刻命中目标。该方法首先给出飞行器相对目标的运动关系，随之预测各飞行器的剩余命中时间，进一步定义攻击时间误差变量，之后定义性能函数和进行误差变换，最后给出可使得飞行器在指定时间命中目标的攻击时间控制制导律。相比已有的攻击时间控制制导方法，本发明不仅能直接界定误差收敛的稳态性能，还能保证攻击时间瞬时误差始终在性能函数以内。

技术领域

本发明涉及一种基于预设性能控制的攻击时间控制制导方法，属于飞行器制导、控制领域，具体为发明了一种预设性能的攻击时间控制制导方法，使飞行器能够在指定时间命中目标，且保证攻击时间瞬时误差限制在误差性能范围之内。

背景技术

攻击时间控制制导方法可使飞行器在指定时间命中目标，其对执行带攻击时间约束的作战任务具有特有的优势。现有的攻击时间控制制导方法主要通过构建攻击时间误差，并使其稳定收敛来实现对攻击时间的控制，但是难以直接对性能指标进行量化界定约束。基于预设性能控制理论设计的控制器能够在满足稳态性能要求的同时对瞬态性能加以约束，因此，本发明设计了一种基于预设性能控制的攻击时间控制制导方法，能够将攻击时间瞬时误差控制在预设性能函数内，所设计方法可使得飞行器在指定时刻命中目标。

发明内容

本发明针对飞行器在指定时间命中目标问题，提出了基于预设性能控制的攻击时间控制制导方法。攻击时间控制制导算法不仅可保证在指定时间命中飞行器，其瞬时攻击时间误差也能保证在预设性能函数之内。

本发明的技术构思为：为飞行器设计预设性能的攻击时间控制制导律，使得飞行器在指定时间命中目标。该方法首先建立飞行器相对目标运动的数学模型，进一步预测飞行器的剩余命中时间，并构建攻击时间误差，选定预设性能函数和将攻击时间误差进行误差变换，最后为变换误差设计保证收敛的攻击时间控制制导律。

本发明为一种基于预设性能控制的攻击时间控制制导方法，使得飞行器在指定时间命中目标，包括以下步骤：

步骤1：建立飞行器相对目标的运动关系模型。

针对二维平面下飞行器对固定目标的打击，飞行器与目标的相对运动学模型可由如下的方程描述：

式中，r为飞行器与目标间的距离，V为导弹飞行速度，λ为飞行器相对目标的视线角，γ和σ分别为导弹的航迹角和前置角，a_n为垂直于速度方向的法向加速度。

步骤2：预测飞行器的剩余命中时间。

飞行器的剩余命中时间可采用下式预测：

式中，N2表示导航比。

步骤3：定义攻击时间误差变量。

攻击时间误差变量定义为：

式中：t为当前时间，T_d为导弹的期望命中时间。控制目标是使得估计时间误差收敛到零，导弹在期望命中时间命中目标。

步骤4：设计预设性能控制函数

为了对攻击时间误差的瞬态性能进行控制，设置预设性能函数对攻击时间误差函数进行约束：

-ω(t)＜e(t)＜ω(t) (4)

预设性能函数ω(t)是单调递减函数，定义如下：

ω₀＝k₂e(0) (6)