【技术实现步骤摘要】
一种基于伪谱法修正的过重补制导方法和弹道整形制导方法
本专利技术提供了一种基于伪谱弹道优化结果修正的过重补制导方法和弹道整形制导方法，属于航天技术、武器技术、制导控制领域。
技术介绍
双脉冲中远程空空弹的制导问题需要解决的是能量管理问题，需要合理控制导弹的速度曲线，同时提高导弹飞行高度，使导弹飞行的大部分时间都处于空气稀薄、密度较小的高空区域。为了实现对高价值高风险目标的打击，现代精确制导飞行器需要进一步提升作战能力，因此工程中对其提出了更高的要求，比如限制导弹落角。因此，有必要研究可提高导弹弹道高度同时通过一定手段可调节导弹落角的制导律。现今，常见的可提升导弹弹道高度的典型制导律包括：弹道整形制导律和过重力补偿制导律等，均属于增广比例导引法。由于对比离线伪谱最优仿真结果以及典型制导律仿真结果发现，在满足了一定的落角约束后，使用典型制导律进行制导的导弹无法达到较高的高度，且重力补偿制导律在一定射程范围内会出现无法击中目标的现象。因此，需要对典型制导律进行改进，改进典型制导律可提升弹道高度，同时通过调整制导参数控制导弹
【技术保护点】
1.一种基于伪谱法修正的过重补制导方法和弹道整形制导方法，其特征在于：该制导方法在导弹发射后的短时间内拟合最优结果，从而提升弹道高度，且导弹落角可以通过调整制导参数进行调整，大幅提升典型制导律的制导能力。具体步骤如下：/n步骤一：建立空空弹运动学模型/n在空空导弹的中制导段，可以将其运动分解在侧向和纵向两个平面内。对于侧向平面，由于同一高度的大气参数相同，且不存在重力在水平方向的分量，横向运动只取决于导弹目标的终端位置，通常采用比例导引法，它的飞行弹道是平直的，运动幅度不大。主要考虑纵向平面内的高度变化，因此将导弹的运动限制在铅锤面内。系统的运动学方程如式(1)所示，/n
【技术特征摘要】
1.一种基于伪谱法修正的过重补制导方法和弹道整形制导方法，其特征在于：该制导方法在导弹发射后的短时间内拟合最优结果，从而提升弹道高度，且导弹落角可以通过调整制导参数进行调整，大幅提升典型制导律的制导能力。具体步骤如下：
步骤一：建立空空弹运动学模型
在空空导弹的中制导段，可以将其运动分解在侧向和纵向两个平面内。对于侧向平面，由于同一高度的大气参数相同，且不存在重力在水平方向的分量，横向运动只取决于导弹目标的终端位置，通常采用比例导引法，它的飞行弹道是平直的，运动幅度不大。主要考虑纵向平面内的高度变化，因此将导弹的运动限制在铅锤面内。系统的运动学方程如式(1)所示，
式中，r为水平位置，h为高度，v为速度，γ为弹道倾角，T为推力，α为攻角，L和D为导弹受到的升力和阻力。对于双脉冲空空导弹来说，导弹的质量流量和推力可写成随时间变化的分段函数，
步骤二：建立最优控制问题并使用伪谱法进行解算
使用伪谱法可获得二次点火问题的一系列最优弹道，此处的弹道优化问题由于推力的多脉冲形式，是一个多段的最优控制问题。选择状态量写为式(4)。
X＝[x1x2x3x4x5x6]T＝[rhVγmα]T(4)
根据导弹的动力学建模，写出微分方程为方程(5)。
由于该优化问题是一个多段最优控制问题，需要约束状态量在不同段之间的连接条件，并且需对控制变量加以约束。为保证飞行品质和可操作性，还需增加路径约束为舵偏角约束。
目标函数的选择对弹道起着决定性的影响，通常考虑最短飞行时间或是最大末速度，这两者互相矛盾需要取舍，故设计一个加权系数k来观察不同的目标函数的效果，
minJ＝k*tf-v(tf)(6)
k的取值决定了目标函数对两个因素的侧重：k＝0，对应最大末速度指标；0＜k＜1，更侧重末速度指标，而且由于末速度的变化范围更大，所以此时基本等同于最大末速度情况；k＞＞1，更侧重飞行时间指标；k→∞，对应最短飞行时间指标。
步骤三：拟合最优制导规律
改变弹目初始状态，使用伪谱法解算最优制导律。观察攻角随时间变化的曲线图，发现在发射后的10s之内，攻角呈现线性变化规律，初始攻角随射程的变化而变化，根据此规律对典型制导律进行改进。
将典型制导律进行分段，前10s内按照攻角线性变化的规律推导此时控制量过载的值，得到改进弹道整形制导律...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈万春，黄鹂鸣，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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