一种指定攻击倾角的微型作业飞行器的末端制导段进入方法技术

本发明专利技术涉及一种指定攻击倾角的微型作业飞行器的末端制导段进入方法，对具有攻击落角约束的地面固定目标，结合微型作业飞行器自身机载捷联寻的器小视场范围的限制，设计期望的指定倾角攻击轨迹；微型作业飞行器通过导航系统测量自身的飞行姿态、相对地面高度、速度和地理三维坐标信息，将飞行器自身位置信息与期望攻击轨迹比对，导引控制飞行器到期望轨迹上，使飞行器弹体轴基本对准固定攻击目标，开始从中制导巡航段进入末端攻击段。本发明专利技术通过设计一种非线性滑模变结构控制率，满足了使微型飞行器的飞行方向向期望轨迹平滑过渡的要求，提高了系统的准确性和抗干扰能力。

A Terminal Guidance Entry Method for Micro Operating Vehicle with Designated Attack Inclination Angle

The present invention relates to a terminal guidance entry method for a micro-operation vehicle with specified attack angle. For a fixed ground target with attack angle constraint, combined with the limitation of the small field of view of the airborne strapdown seeker of the micro-operation vehicle itself, the desired Attack Trajectory with specified attack angle is designed. The micro-operation vehicle measures its flight attitude and relative ground through a navigation system. By comparing the position information of the aircraft with the desired attack trajectory, the three-dimensional coordinate information of the surface height, velocity and geography can guide and control the aircraft to the desired trajectory, so that the missile body axis of the aircraft is basically aligned with the fixed attack target, and the midcourse guidance cruise section begins to enter the terminal attack section. By designing a non-linear sliding mode variable structure control rate, the invention satisfies the requirement of smoothing the flight direction of the micro air vehicle to the desired trajectory, and improves the accuracy and anti-interference ability of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种指定攻击倾角的微型作业飞行器的末端制导段进入方法
本专利技术属于飞行器导航、制导的
，具体涉及一种指定攻击倾角的微型作业飞行器的末端制导段进入方法。
技术介绍
微小型无人飞行器因不用考虑人的承受力、人员伤亡等突出优势而广泛应用与军事与民用领域，例如监视、侦查、定位、电子战及毁伤评估等军事领域，以及人工降雨、气象观测、应急救援、森林防火、环境监测等民事领域，具有广阔的军用和民用前景。军用微小型无人作业飞行器的主要功能包括侦察、监视、干扰和攻击等。通过在微型飞行器上加装红外摄像机和光电摄像机等寻的传感器，使其具有侦察和末端打击的能力。由于受到体积和重量的限制，微型飞行器一般使用固联在飞行器上的捷联寻的器，无法安装随动电机，使得其不具有随动伺服跟踪目标的能力，并且其视场范围有限，只有在目标进入其视场后具有小范围的高精度测量功能。加装捷联寻的器的微型作业飞行器，为了有效击中目标，只有保证在最末段攻击过程中飞行器的弹体轴基本对准目标的前提下，才能保证寻的器的正常工作。另外，为了提高飞行器携带战斗部的毁伤效果，微型作业飞行器一般还附带提出指定落角(指定攻击倾角)的攻击方式。因此针对微小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种指定攻击倾角的微型作业飞行器的末端制导段进入方法，其特征在于对具有攻击落角约束的地面固定目标，结合微型作业飞行器自身机载捷联寻的器小视场范围的限制，设计期望的指定倾角攻击轨迹；微型作业飞行器通过导航系统测量自身的飞行姿态、相对地面高度、速度和地理三维坐标信息，将飞行器自身位置信息与期望攻击轨迹比对，导引控制飞行器到期望轨迹上，使飞行器弹体轴基本对准固定攻击目标，开始从中制导巡航段进入末端攻击段。

【技术特征摘要】
1.一种指定攻击倾角的微型作业飞行器的末端制导段进入方法，其特征在于对具有攻击落角约束的地面固定目标，结合微型作业飞行器自身机载捷联寻的器小视场范围的限制，设计期望的指定倾角攻击轨迹；微型作业飞行器通过导航系统测量自身的飞行姿态、相对地面高度、速度和地理三维坐标信息，将飞行器自身位置信息与期望攻击轨迹比对，导引控制飞行器到期望轨迹上，使飞行器弹体轴基本对准固定攻击目标，开始从中制导巡航段进入末端攻击段。2.根据权利要求1所述的末端制导段进入方法，其特征在于其所述导引控制飞行器到期望轨迹上的具体方法为通过设计收敛的飞行弹道轨迹非线性变结构滑模控制率，以使得飞行器能够进入指向目标的期望指定攻击(轨迹)方向的飞行弹道。3.根据权利要求1所述的末端制导段进入方法，其特征在于其所述导航系统包括如惯性传感器器件和卫星GPS接收机。4.根据权利要求2或3所述的末端制导段进入方法，其特征在于其所述收敛的飞行弹道轨迹非线性变结构滑模控制率的设计具体步骤包括：S1、测量微型作业飞行器相对地面惯性坐标系的姿态角、位置和速度信息：微型作业飞行器相对地面惯性坐标系的姿态角信息通常由惯性传感器来测量，而三维世界位置和平移速度通常由卫星全球定位系统GPS测量；S2、设定飞行器的期望攻击轨迹：针对具有攻击落角约束的地面固定目标，设计一条与水平地面期望指定倾角θd的直线轨迹；S3、建立飞行器与期望攻击轨迹关系的运动学、动力学方程及状态方程：在小攻角假设条件下，飞行器弹体轴线指向飞行速度方向，定义飞行器M的速度V方向与水平面的夹角为飞行航迹倾角θ，逆时针方向为正。飞行器与目标的距离为L，飞行器与目标的视线角为σ。设r是飞行器与期望直线轨迹的垂向距离，定义飞行速度V(向量)与指定倾角θd的直线轨迹的相对夹角θE如下：θE＝θd-θ(1)建立飞行器与期望攻击轨迹关系的运动学及动力学方程如下：其中代表飞行器与代表直线轨迹垂向距离的导数，代表飞行速度方向与直线轨迹相对夹角的导数，代表飞行速度方向的导数，代表直线轨迹倾角的导数，ay代表飞行器法向过载指令，令控制量u代表飞行器法向过载指令ay，可以得到状态方程如下：S4、中末制导阶段交接转换：在中末制导阶段交接转换时，微型飞行器由中制导巡航段向末端攻击段过渡过程中，应使飞行航迹倾角θ与指定倾角θd直线轨迹方向的相对夹角θE在一定范围χmax角度内，平滑过渡到期望攻击轨迹上；并且考虑微型飞行器捷联寻的器小视场范围的限制，在过渡过程结束后，应使飞行器弹体轴向沿期望指令角攻击轨迹指向目标；S5、设计鲁棒性强的非...

【专利技术属性】
技术研发人员：张达，张紫龙，黄飞，周子鸣，邬华明，张华君，刘青，黄晓龙，高虎，费广磊，李盛，
申请(专利权)人：湖北航天飞行器研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42