反拦截器导弹的机动控制方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术适用于计算机技术领域，提供了一种反拦截器导弹的机动控制方法、装置、设备及存储介质，该反拦截器导弹的机动控制方法包括以下步骤：获取拦截器的机动控制参数以及获取反拦截器导弹与拦截器之间实时的视线角参数；根据拦截器的机动控制参数以及反拦截器导弹与拦截器之间实时的视线角参数，生成反拦截器导弹的突防效果预测模型；基于预设的Bang‑bang控制方法，根据反拦截器导弹的突防效果预测模型对的反拦截器导弹进行机动控制。本发明专利技术实施例通过预测突防效能来优化导弹Bang‑bang机动策略的决策优化方法，使导弹在突破拦截器的拦截时，能以相同的机动能量，获得比现有突防方法更大的脱靶量，从而可以提高反拦截器导弹的突防效能。

【技术实现步骤摘要】
反拦截器导弹的机动控制方法、装置、设备及存储介质
本专利技术属于计算机
，尤其涉及一种反拦截器导弹的机动控制方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
导弹拦截技术的快速发展使突防导弹生存面临严峻挑战。大气层外动能拦截器EKV(ExoatmosphericKillVehicle)是美军地基拦截器GBI(GroundBasedInterceptor)的拦截弹头，在自由段对目标实施拦截，具备碰撞杀伤的精度。反EKV拦截的导弹机动突防技术就是突防弹为了反EKV拦截而采取的机动突防技术，研究反EKV的机动突防技术对国家安全及技术发展都具有重要意义。现有的突防技术主要有程序机动、常加速度机动、Bang-bang机动等方法。程序机动就是根据对拦截威胁进行预先估计后，事先在导弹中预装机动方案，按照机动程序实施控制，这种突防方法不管实际威胁是否出现，都按既定程序实施机动，突防针对性差。常加速度机动就是加速度的大小和方向始终不变的机动方法，它的控制方法简单容易工程实现，但突防效能不高。Bang-bang机动是一种基于Bang-bang优化控制技术的机动策略，通过Bang-bang优化算法确定并控制机动加速度，获取最大的突防脱靶量。确定机动加速度的控制函数是Bang-bang机动的关键，现有的Bang-bang控制都应用于线性系统，通过解析法求解开关函数，而实际突防系统是非线性系统，很难用解析法求解，故传统的Bang-bang控制方法并不能应用于导弹-EKV对抗系统。因此，现有用于反拦截器导弹的机动控制方法存在突防效能较低，脱靶量较小等问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种反拦截器导弹的机动控制方法，旨在解决现有用于反拦截器导弹的机动控制方法存在突防效能较低，脱靶量较小的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种反拦截器导弹的机动控制方法，包括以下步骤：获取拦截器的机动控制参数以及获取反拦截器导弹与拦截器之间实时的视线角参数；根据所述拦截器的机动控制参数以及所述反拦截器导弹与拦截器之间实时的视线角参数，生成反拦截器导弹的突防效果预测模型；基于预设的Bang-bang控制方法，根据所述反拦截器导弹的突防效果预测模型对所述的反拦截器导弹进行机动控制。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种反拦截器导弹的机动控制装置，其包括：参数获取单元，用于获取拦截器的机动控制参数以及获取反拦截器导弹与拦截器之间实时的视线角参数；模型生成单元，用于根据所述拦截器的机动控制参数以及所述反拦截器导弹与拦截器之间实时的视线角参数，生成反拦截器导弹的突防效果预测模型；机动控制单元，用于基于预设的Bang-bang控制方法，根据所述反拦截器导弹的突防效果预测模型对所述的反拦截器导弹进行机动控制。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种计算机设备，其包括存储器和处理器，所述的存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述的机动控制方法的步骤。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行上述的机动控制方法的步骤。本专利技术实施例提供的一种反拦截器导弹的机动控制方法，通过预测突防效能来优化导弹Bang-bang机动策略的决策优化方法，使导弹在突破拦截器的拦截时，能以相同的机动能量，获得比现有突防方法更大的脱靶量，从而可以提高反拦截器导弹的突防效能。其中，本专利技术实施例所采用的Bang-bang机动控制方法的优化是基于突防效果的预测，现有的决策优化都是基于过去及当前的测量数据实施的，而本专利技术实施例通过建立反拦截器导弹的突防效果预测模型，能够模拟对抗双方的对抗过程，对突防效果进行预测，用未来的预测数据为决策优化提供支撑。另外，本专利技术实施例设计了突防决策的优化控制算法，该算法采用数值求解的方法，解决了非线性系统的Bang-bang优化及控制问题。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种反拦截器导弹的机动控制方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的根据所述拦截器的机动控制参数以及所述反拦截器导弹与拦截器之间实时的视线角参数，生成反拦截器导弹的突防效果预测模型的步骤的流程图；图3为本专利技术实施例提供的根据所述拦截器与反拦截器导弹之间实时的视线角速度以及所述拦截器的机动控制参数，生成反拦截器导弹的突防效果预测模型的步骤的流程图；图4为本专利技术实施例提供的基于预设的Bang-bang控制方法，根据所述反拦截器导弹的突防效果预测模型对所述的反拦截器导弹进行机动控制的步骤的流程图；图5为本专利技术实施例提供的一种反拦截器导弹的机动控制装置的结构框图；图6为本专利技术实施例提供的模型生成单元的结构框图；图7为本专利技术实施例提供的模型生成模块的结构框图；图8为本专利技术实施例提供的机动控制单元的结构框图；图9为本专利技术实施例提供的反拦截器导弹与拦截弹的时空关系图；图10为本专利技术实施例提供的反拦截器导弹的突防效果预测模型的计算流程图；图11为本专利技术实施例提供的基于突防效果预测模型的Bang-bang机动策略优化控制原理图；图12为本专利技术实施例提供的基于Simulink的机动控制仿真模型的计算流程图；图13为不同机动控制方法的反拦截器导弹与拦截弹的瞬时脱靶量分布图；图14为采用常加速度的机动控制方法时目标与EKV的速度关系图；图15为采用本专利技术实施例提供的机动控制方法时目标与EKV的速度关系图；图16为采用本专利技术实施例提供的机动控制方法时目标与EKV的加速度关系图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如附图1所示，图1为本专利技术实施例提供的一种反拦截器导弹的机动控制方法的流程图，该反拦截器导弹的机动控制方法包括以下步骤：步骤S101，获取拦截器的机动控制参数以及获取反拦截器导弹与拦截器之间实时的视线角参数。步骤S102，根据所述拦截器的机动控制参数以及所述反拦截器导弹与拦截器之间实时的视线角参数，生成反拦截器导弹的突防效果预测模型。步骤S103，基于预设的Bang-bang控制方法，根据所述反拦截器导弹的突防效果预测模型对所述的反拦截器导弹进行机动控制。在实际应用中，上述实施例提供的机动控制方法可以基于以下假设的：反拦截器导弹(即突防弹)能实时测量拦截器与突防弹之间的视线角及相对距离；拦截器设定为大气层外动能拦截器EKV(ExtraatmosphericKillVehicle)，根据EKV的机动控制参数构建拦截系统模型，定义反拦截器导弹(突防弹)对EKV实施突防的时空关系如附图9所示。图中，A、B点分别是拦截弹及突防弹对抗的起始点，C、D点分别是它们在t时刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反拦截器导弹的机动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取拦截器的机动控制参数以及获取反拦截器导弹与拦截器之间实时的视线角参数；/n根据所述拦截器的机动控制参数以及所述反拦截器导弹与拦截器之间实时的视线角参数，生成反拦截器导弹的突防效果预测模型；/n基于预设的Bang-bang控制方法，根据所述反拦截器导弹的突防效果预测模型对所述的反拦截器导弹进行机动控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种反拦截器导弹的机动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取拦截器的机动控制参数以及获取反拦截器导弹与拦截器之间实时的视线角参数；
根据所述拦截器的机动控制参数以及所述反拦截器导弹与拦截器之间实时的视线角参数，生成反拦截器导弹的突防效果预测模型；
基于预设的Bang-bang控制方法，根据所述反拦截器导弹的突防效果预测模型对所述的反拦截器导弹进行机动控制。


2.根据权利要求1所述的一种反拦截器导弹的机动控制方法，其特征在于，所述根据所述拦截器的机动控制参数以及所述反拦截器导弹与拦截器之间实时的视线角参数，生成所述反拦截器导弹的突防效果预测模型的步骤，具体包括：
获取拦截器与反拦截器导弹之间的相对距离信息；
根据所述拦截器与反拦截器导弹之间的相对距离信息，生成所述拦截器与反拦截器导弹之间实时的视线反馈信号；
根据所述反拦截器导弹与拦截器之间实时的视线角参数以及所述拦截器与反拦截器导弹之间实时的视线反馈信号，确定所述拦截器与反拦截器导弹之间实时的视线角速度；
根据所述拦截器与反拦截器导弹之间实时的视线角速度以及所述拦截器的机动控制参数，生成反拦截器导弹的突防效果预测模型。


3.根据权利要求2所述的一种反拦截器导弹的机动控制方法，其特征在于，所述拦截器的机动控制参数包括拦截器的比例导引常数和拦截器的机动控制系统函数；所述根据所述拦截器与反拦截器导弹之间实时的视线角速度以及所述拦截器的机动控制参数，生成反拦截器导弹的突防效果预测模型的步骤，具体包括：
根据所述拦截器与反拦截器导弹之间实时的视线角速度以及所述拦截器的比例导引常数，确定拦截器实时的加速度指令；
根据所述拦截器实时的加速度指令以及所述拦截器的机动控制系统函数，确定拦截弹实时的实际加速度；
基于预设的饱和函数，根据所述拦截弹实时的实际加速度，确定拦截弹实时的饱和加速度；
根据所述拦截弹实时的饱和加速度，生成拦截弹在靶平面方向的位移函数；
确定反拦截器导弹实时的加速度与反拦截器导弹在靶平面方向上位移的映射关系，并根据所述反拦截器导弹实时的加速度与反拦截器导弹在靶平面方向上位移的映射关系，生成反拦截器导弹在靶平面方向的位移函数；
根据所述拦截弹在靶平面方向的位移函数以及所述反拦截器导弹在靶平面方向的位移函数，生成反拦截器导弹的突防效果预测模型。


4.根据权利要求1所述的一种反拦截器导弹的机动控制方法，其特征在于，所述基于预设的Bang-bang控制方法，根据所述反拦截器导弹的突防效果预测模型对所述的反拦截器导弹进行机动控制的步骤，具体包括：
获取所述反拦截器导弹的最大加速度；
根据所述反拦截器导弹的突防效果预测模型，确定反拦截器导弹的速度与拦截弹的速度相等的时刻；
根据所述反拦截器导弹的速度与拦截弹的速度相等的时刻，生成Bang-bang控制方法的开关函数；
根据所述Bang-bang控制方法的开关函数，对所述的反拦截器导弹进行机动控制。


5.一种反拦截器导弹的机动控制装置，其特征在于，包括：
参数获取单元，用于获取拦截器的机动控制参数以及获取反拦截器导弹与拦截器之间实时的视线角参数；
模型生成单元，用于根据所述拦截器的机动控制参数以及所述反拦截器导弹与拦...

【专利技术属性】
技术研发人员：王黎光，梁旭东，郭建新，赵炯，李鸿艳，于长青，徐鲁辉，李志国，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61