[发明专利]一种基于复合比例导引的高超声速飞行器巡航段制导方法

摘要

本发明涉及一种基于复合比例导引的高超声速飞行器巡航段制导方法。该方法针对含有气动参数不确定性及外部干扰的高超声速飞行器巡航段制导问题，首先，建立含有气动参数不确定性及外部干扰的高超声速飞行器巡航段制导模型；其次，设计干扰观测器对高超声速飞行器受到气动参数不确定性及外部干扰组成的等价干扰进行估计；再次，设计比例导引律，使得高超声速飞行器能够经过指定航路点；最后，将等价干扰估计值通过前馈通道予以抵消，并与比例导引律进行复合，构造出一种基于复合比例导引的高超声速飞行器巡航段制导方法。本发明具有工程实用性强、抗干扰性高等优点，适用于高超声速飞行器巡航段制导。

主权项

1.一种基于复合比例导引的高超声速飞行器巡航段制导方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，建立含有气动参数不确定性及外部干扰的高超声速飞行器巡航段制导模型；第二步，设计干扰观测器对高超声速飞行器受到的由气动参数不确定性及外部干扰组成的等价干扰进行估计；第三步，设计比例导引律，使得高超声速飞行器能够经过指定航路点；第四步，将第二步中观测到的等价干扰估计值通过前馈通道予以抵消，并与第三步中设计的比例导引律进行复合，构造出一种基于复合比例导引的高超声速飞行器巡航段制导方法；所述第一步中建立含有气动参数不确定性及外部干扰的高超声速飞行器巡航段制导模型如下：其中，V为高超声速飞行器相对于地球的速度，为飞行器加速度，θ为速度倾角，为速度倾角速度，σ为偏航角，为偏航角速度，r为地心距，为高超声速飞行器在地心距方向的速度分量，λ和分别为地球的经纬度，和分别为高超声速飞行器在经度和纬度方向的速度分量，ν为倾侧角，α为攻角，P、L、D分别为高超声速飞行器所受到的推力、升力及阻力，m为高超声速飞行器的质量，μ_m为地球引力常数，d₁、d₂、d₃为由于气动参数不确定性及外部干扰组成的相对于飞行器加速度、速度倾角速度及偏航角速度的等价干扰；升力L、阻力D、推力P的表达式分别为：L＝CLρV2S/2D＝CDρV2S/2P＝CPρV2S/2其中，S为参考机翼面积，ρ为空气密度，升力系数CL、阻力系数CD及推力系数CP分别为：CP＝βδP其中β均为已知常数，δ_P为油门开度，制导参数为倾侧角ν、攻角α以及油门开度δ_P；将上述模型简写为：其中，状态控制输入u＝[ν α δ_P]^T，干扰d＝[d₁ d₂ d₃]^T为由气动参数不确定性及外部干扰组成的相对于系统的等价干扰，满足σ为正常数；函数f(x)、g₁(u)、g₂(x)的具体表达式分别为：f(x)＝[f1(x) f2(x) f3(x) f4(x) f5(x) f6(x)]T，f₄(x)＝Vsinθ，f6(x)＝Vcosθcosσ/r。