空对地武器制导控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种空对地武器制导控制方法和装置，其中，该方法包括：获取武器性能指标，其中，性能指标包括以下至少之一：气动外形特性、导引头平台结构、弹道特性、导引头噪声特性、导引头隔离度指标；根据气动外形特性和弹道特性，确定第一控制器和制导律；根据第一控制器和导引头隔离度指标，得到控制器修正项，再结合控制器修正项和第一控制器，确定第二控制器；根据导引头噪声特性和弹道特性，确定导引头滤波器；最后根据制导律、第二控制器和导引头滤波器，对空对地武器进行制导控制。本发明专利技术解决了相关技术中隔离度指标较差时，武器制导控制系统稳定性不佳、容易发散的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
空对地武器制导控制方法和装置
本专利技术属于武器制导控制领域，涉及一种空对地武器制导控制方法和装置。
技术介绍
大多数战术制导武器采用平台导引头，导引头作为制导武器的核心制导器件，其性能对武器的飞行稳定性和制导精度具有直接影响。其中，导引头隔离度体现了导引头隔离外部扰动的能力，是衡量导引头性能的重要指标。在隔离度指标时，隔离度R越大代表隔离弹体扰动的能力就越强，进而武器性能越好，同时，武器制作成本也越高。相关技术中，战术武器导引头隔离度指标一般要求≥95％，才能保证较好的武器系统稳定性。而出于对成本限制的考虑，如何在放宽导引头隔离指标、降低成本的前提下，还能实现武器系统控制稳定性的要求，成为当前的主要矛盾。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提供了一种空对地武器制导控制方法和装置，以至少解决相关技术中隔离度指标较差时，武器制导控制系统稳定性不佳、容易发散的技术问题。本专利技术的技术解决方案是：一种空对地武器制导控制方法，包括：获取武器性能指标，其中，所述性能指标包括以下至少之一：气动外形特性、导引头平台结构、弹道特性、导引头噪声特性、导引头隔离度指标；根据所述气动外形特性和所述弹道特性，确定第一控制器和制导律；根据所述第一控制器和所述导引头隔离度指标，得到控制器修正项，再结合所述控制器修正项和所述第一控制器，确定第二控制器；根据所述导引头噪声特性和所述弹道特性，确定导引头滤波器；根据所述制导律、所述第二控制器和所述导引头滤波器，对所述空对地武器进行制导控制。可选的，根据所述第一控制器和所述导引头隔离度指标，得到所述控制器修正项，再结合所述控制器修正项和所述第一控制器，确定所述第二控制器，包括：根据所述第一控制器和所述导引头隔离度指标，得到所述武器内的寄生回路，其中，所述第一控制器为PID控制器，所述PID控制器参数包括积分系数Ki、比例系数Kp和第一阻尼系数Kω；对所述寄生回路进行等效处理，简化得到所述第一控制器的附加阻尼项K'ω，其中，所述附加阻尼项为所述控制器修正项；通过所述第一阻尼系数Kω和所述附加阻尼项K'ω，确定第二阻尼系数根据所述积分系数Ki、所述比例系数Kp和所述第二阻尼系数确定所述第二控制器。可选的，对所述寄生回路进行等效处理，简化得到所述第一控制器的附加阻尼项K'ω，包括：对所述寄生回路进行等效处理，得到变换中间量其中，K为制导系数，V为所述武器飞行速度，a为Gθ(s)为导引头隔离度模型；通过工程应用分析，简化导引头隔离度模型，得到其中其中KT为导引头电机力矩系数，KSω为导引头阻尼力矩干扰系数，K1为导引头跟踪回路控制器系数，K2为导引头稳定回路控制器系数，KE为导引头电机反电动式系数，R为导引头电机电阻；根据简化得到的Gθ(s)，得到所述变换中间量G'θ(s)的幅频特性和相频特性，其中，所述幅频特性为所述相频特性为：根据预定制导炸弹模型，得到a≈B，从而得到在2倍控制器带宽以内，∠G'θ(jω)≈0，G'θ(s)≈|G'θ(jω)|≈K'w。可选的，根据所述导引头噪声特性和所述弹道特性，确定所述导引头滤波器，包括：根据所述导引头噪声特性和所述弹道特性，确定预定滤波器结构，并计算滤波器参数，其中所述导引头噪声特性包括导引头原始输出数据，所述弹道特性包括姿控系统带宽以及制导系统带宽，所述预定滤波器结构包括以下至少之一：根据所述预定滤波器结构和所述滤波器参数，确定所述导引头滤波器。可选的，在根据所述导引头噪声特性和所述弹道特性，确定所述导引头滤波器之前，还包括：监测所述导引头原始输出数据是否出现异常，在判断为是的情况下，对所述导引头原始输出数据进行预处理，其中，所述预处理包括以下至少之一：野值处理、数据丢失处理。可选的，所述野值处理为在所述导引头原始输出数据出现野值时，采用中值滤波平滑数据；所述数据丢失处理为在所述导引头原始输出数据出现丢失时，在预定时间内对输出的上一帧数据进行保持。可选的，根据所述制导律、所述第二控制器和所述导引头滤波器，对所述空对地武器进行制导控制，包括：获取导引头原始数据，并采用所述导引头滤波器对所述导引头原始数据进行滤波处理，得到第一视线角速率信号，其中，所述第一视线角速率信号为导引头坐标系下的视线角速率信号；根据所述第一视线角速率信号和导引头框架角，采用坐标转换矩阵，生成第二视线角速率信号，其中，所述第二视线角速率信号为弹体坐标系下的视线角速率信号；根据所述制导律和所述第二视线角速率信号，得到制导指令；所述第二控制器根据所述制导指令，控制所述武器调整姿态和飞行方向。根据本专利技术的另一方面，还提出了另一种技术解决方案：一种空对地武器制导控制装置，包括：获取模块，用于获取武器性能指标，其中，所述性能指标包括以下至少之一：气动外形特性、导引头平台结构、弹道特性、导引头噪声特性、导引头隔离度指标；第一确定模块，用于根据所述气动外形特性和所述弹道特性，确定第一控制器和制导律；第二确定模块，用于根据所述第一控制器和所述导引头隔离度指标，得到控制器修正项，再结合所述控制器修正项和所述第一控制器，确定第二控制器；第三确定模块，用于根据所述导引头噪声特性和所述弹道特性，确定导引头滤波器；控制模块，用于根据所述制导律、所述第二控制器和所述导引头滤波器，对所述空对地武器进行制导控制。可选的，所述第二确定模块包括：第一得到单元，用于根据所述第一控制器和所述导引头隔离度指标，得到所述武器内的寄生回路，其中，所述第一控制器为PID控制器，所述PID控制器参数包括积分系数Ki、比例系数Kp和第一阻尼系数Kω；第二得到单元，用于对所述寄生回路进行等效处理，简化得到所述第一控制器的附加阻尼项K'ω其中，所述附加阻尼项为所述控制器修正项；第一确定单元，用于通过所述第一阻尼系数Kω和所述附加阻尼项K'ω，确定第二阻尼系数第二确定单元，用于根据所述积分系数Ki、所述比例系数Kp和所述第二阻尼系数确定所述第二控制器。根据本专利技术的另一方面，还提出了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述任意一项的空对地武器制导控制方法。本专利技术的空对地武器制导控制方法，通过获取气动外形特性、导引头平台结构、弹道特性、导引头噪声特性、导引头隔离度指标等武器性能指标，确定武器制导控制系统，该系统设计过程包括：根据气动外形特性和弹道特性，确定第一控制器和制导律；根据第一控制器和导引头隔离度指标，得到控制器修正项，再结合控制器修正项和第一控制器，确定第二控制器；根据导引头噪声特性和弹道特性，确定导引头滤波器。进而通过上述武器制导控制系统，对空对地武器进行制导控制。本专利技术通过控制器修正项的确定和应用，操作简便的克服了导引头低隔离度指标下寄生回路对武器制导控制的影响，从而在低成本目标下实现了系统稳定性的提升，解决了相关技术中隔离度指标较差时，武器制导控制系统稳定性不佳、容易发散的技术问题。附图说明图1是根据本专利技术实施例的空对地武器制导控制方法的流程图；图2是根据本专利技术实施例的第一控制器的示意图；图3是根据本专利技术实施例的寄生回路的示意图；图4是根据本专利技术实施例的寄生回路中导引头模型示意图；图5是根据本专利技术实施例的寄生回路中干扰力矩回路示意图；图6是根据本专利技术实施例的系统等效变换示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空对地武器制导控制方法，其特征在于，包括：获取武器性能指标，其中，所述性能指标包括以下至少之一：气动外形特性、导引头平台结构、弹道特性、导引头噪声特性、导引头隔离度指标；根据所述气动外形特性和所述弹道特性，确定第一控制器和制导律；根据所述第一控制器和所述导引头隔离度指标，得到控制器修正项，再结合所述控制器修正项和所述第一控制器，确定第二控制器；根据所述导引头噪声特性和所述弹道特性，确定导引头滤波器；根据所述制导律、所述第二控制器和所述导引头滤波器，对所述空对地武器进行制导控制。

【技术特征摘要】
1.一种空对地武器制导控制方法，其特征在于，包括：获取武器性能指标，其中，所述性能指标包括以下至少之一：气动外形特性、导引头平台结构、弹道特性、导引头噪声特性、导引头隔离度指标；根据所述气动外形特性和所述弹道特性，确定第一控制器和制导律；根据所述第一控制器和所述导引头隔离度指标，得到控制器修正项，再结合所述控制器修正项和所述第一控制器，确定第二控制器；根据所述导引头噪声特性和所述弹道特性，确定导引头滤波器；根据所述制导律、所述第二控制器和所述导引头滤波器，对所述空对地武器进行制导控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一控制器和所述导引头隔离度指标，得到所述控制器修正项，再结合所述控制器修正项和所述第一控制器，确定所述第二控制器，包括：根据所述第一控制器和所述导引头隔离度指标，得到所述武器内的寄生回路，其中，所述第一控制器为PID控制器，所述PID控制器参数包括积分系数Ki、比例系数Kp和第一阻尼系数Kω；对所述寄生回路进行等效处理，简化得到所述第一控制器的附加阻尼项K'ω，其中，所述附加阻尼项为所述控制器修正项；通过所述第一阻尼系数Kω和所述附加阻尼项K'ω，确定第二阻尼系数根据所述积分系数Ki、所述比例系数Kp和所述第二阻尼系数确定所述第二控制器。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述寄生回路进行等效处理，简化得到所述第一控制器的附加阻尼项K'ω，包括：对所述寄生回路进行等效处理，得到变换中间量其中，K为制导系数，V为所述武器飞行速度，a为Gθ(s)为导引头隔离度模型；通过工程应用分析，简化导引头隔离度模型，得到其中其中KT为导引头电机力矩系数，KSω为导引头阻尼力矩干扰系数，K1为导引头跟踪回路控制器系数，K2为导引头稳定回路控制器系数，KE为导引头电机反电动式系数，R为导引头电机电阻；根据简化得到的Gθ(s)，得到所述变换中间量G'θ(s)的幅频特性和相频特性，其中，所述幅频特性为所述相频特性为：根据预定制导炸弹模型，得到a≈B，从而得到在2倍控制器带宽以内，∠G'θ(jω)≈0，G'θ(s)≈|G'θ(jω)|≈K'w。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述导引头噪声特性和所述弹道特性，确定所述导引头滤波器，包括：根据所述导引头噪声特性和所述弹道特性，确定预定滤波器结构，并计算滤波器参数，其中所述导引头噪声特性包括导引头原始输出数据，所述弹道特性包括姿控系统带宽以及制导系统带宽，所述预定滤波器结构包括以下至少之一：根据所述预定滤波器结构和所述滤波器参数，确定所述导引头滤波器。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在根据所述导引头噪声特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇翔，金岳，刘新宇，王怀野，张军，高秀花，万军，焦福运，
申请(专利权)人：北京航天飞腾装备技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11