多飞行器反拦截协同打击的制导方法、装置和飞行器制造方法及图纸

本公开提供一种多飞行器反拦截协同打击的制导方法、装置和飞行器。本公开的方法，通过分别获取进攻飞行器、拦截飞行器和目标物体的状态数据，其中，状态数据包括：位置信息、速度和加速度，根据状态数据和三体微分对策模型，得到进攻飞行器的制导律，其中，三体微分对策模型为根据零控脱靶量将交战线性运动学与动力学模型降阶，并根据降阶后的交战线性运动学与动力学模型和时间乘子建立的，引入时间乘子对所有降阶后的模型统一终端时间，并建立全局性能指标，基于微分对策理论求得鞍点解，也就对三方最优的制导律。从而实现多飞行器突防导弹群拦截的作战，使得多飞行器以最大的机动能力躲避拦截飞行器的拦截，并精准打击目标物体。

【技术实现步骤摘要】
多飞行器反拦截协同打击的制导方法、装置和飞行器
本公开涉及航天
，尤其涉及一种多飞行器反拦截协同打击的制导方法、装置和飞行器。
技术介绍
制导是导引和控制飞行器按一定规律飞向目标物体或预定轨道的技术和方法。传统的制导方法，都是针对进攻飞行器打击目标物体的两体的打击问题，从最优性来看，最优控制的制导律能在给定线性模型下满足终端条件的情况给出最优解，模型是非线性情况下一些非线性控制或者弹道规划的制导律能完成导引。进攻飞行器打击目标物体时，会有基于各种反导系统的拦截飞行器对进攻飞行器进行拦截，进攻飞行器需要实现对拦截飞行器进行突防，并打击到目标物体。上述只针对进攻飞行器和目标物体的两方建模方式得到的制导律，并不能满足三方作战的情况，使得得到的制导律精确度不高。
技术实现思路
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种。第一方面，本公开提供了一种多飞行器反拦截协同打击的制导方法，包括：分别获取进攻飞行器、拦截飞行器和目标物体的状态数据，其中，所述状态数据包括：位置信息、速度和加速度；根据所述状态数据和三体微分对策模型，得到所述进攻飞行器的制导律，其中，所述三体微分对策模型为根据零控脱靶量将交战线性运动学与动力学模型降阶，并根据降阶后的交战线性运动学与动力学模型和时间乘子建立的。可选的，所述根据所述状态数据和三体微分对策模型，得到所述进攻飞行器的制导律之前，还包括：建立所述三体微分对策模型；所述建立所述三体微分对策模型，包括：将进攻飞行器、拦截飞行器和目标物体划分为多个三体分组，建立每个所述三体分组对应的交战非线性运动学与动力学模型；其中，每个三体分组包括所述进攻飞行器中任一进攻飞行器，所述拦截飞行器中任一拦截飞行器和所述目标物体；针对每个所述三体分组，线性化所述三体分组对应的交战非线性运动学与动力学模型，得到所述三体分组对应的交战线性运动学与动力学模型；根据所有的所述三体分组对应的交战线性运动学与动力学模型，确定脱靶量的性能指标；根据所述脱靶量的性能指标，确定所述进攻飞行器，所述拦截飞行器和所述目标物体分别对应的制导律所满足的条件；根据零控脱靶量，对每个所述三体分组对应的交战线性运动学与动力学模型降阶计算，得到每个所述三体分组对应的降阶后的交战线性运动学与动力学模型；根据时间乘子和所有所述三体分组对应的降阶后的交战线性运动学与动力学模型，得到三体微分对策模型；根据所述进攻飞行器，所述拦截飞行器和所述目标物体分别对应的制导律所满足的条件，以及所述三体微分对策模型，分别得到所述进攻飞行器，所述拦截飞行器和所述目标物体的制导律。可选的，所述根据所述进攻飞行器，所述拦截飞行器和所述目标物体分别对应的制导律所满足的条件，以及所述三体微分对策模型，分别得到所述进攻飞行器，所述拦截飞行器和所述目标物体的制导律，包括：根据得到所述进攻飞行器的制导律；根据得到所述拦截飞行器的制导律；根据得到所述目标物体的制导律；其中，i大于0且小于等于m，m为进攻飞行器的数量，j大于0且小于等于d，d为拦截飞行器的数量，为第i个进攻飞行器的制导律，为第j个拦截飞行器的制导律，为目标物体的制导律，为第i个进攻飞行器的最大控制量，为第j个拦截飞行器的最大控制量，uTmax为目标物体的最大控制量，为脱靶量的性能指标对第i个进攻飞行器的控制量的偏导数，为脱靶量的性能指标对第j个拦截飞行器的控制量的偏导数，fT(t)为脱靶量的性能指标对目标物体的偏导数。可选的，所述方法还包括：根据得到根据得到根据得到fT(t)；其中，为第i个进攻飞行器的第一零控脱靶量；Zij,2(t)为第i个进攻飞行器和第j个拦截飞行器的第二零控脱靶量，为第i个进攻飞行器和目标物体的非负权重，为第i个进攻飞行器和第j个拦截飞行器的非负权重，为时间乘子。可选的，所述方法还包括：根据得到其中，为第i个进攻飞行器和目标物体的终端时间，为第i个进攻飞行器和第j个拦截飞行器的终端时间，t为当前飞行时长；根据得到Zij,1(t)；根据得到Zij,1(t)；其中，(xK,yK)为位置坐标；aT为目标物体的法向加速度；为第i个进攻飞行器的法向加速度；为第j个探测器的法向加速度；τT为目标物体的一阶延迟系数；为第i个进攻飞行器的一阶延迟系数；为第j个拦截飞行器的一阶延迟系数；ψ(x)＝e-x+x-1g(x)＝e-x其中，γT0为目标物体的弹道倾角的初始值；为第i个进攻飞行器的弹道倾角的初始值；为Mi,T初始视线角；为Mi,Dj初始视线角。第二方面，本公开提供一种拦截飞行器的制导方法，包括：分别获取进攻飞行器、拦截飞行器和目标物体的状态数据，其中，所述状态数据包括：位置信息、速度和加速度；根据所述状态数据和三体微分对策模型，得到所述拦截飞行器的制导律，其中，所述三体微分对策模型为根据零控脱靶量将交战线性运动学与动力学模型降阶，并根据降阶后的交战线性运动学与动力学模型和时间乘子建立的。第三方面，本公开提供一种躲避飞行器打击的制导方法，包括：分别获取进攻飞行器、拦截飞行器和目标物体的状态数据，其中，所述状态数据包括：位置信息、速度和加速度；根据所述状态数据和三体微分对策模型，得到所述目标物体的制导律，其中，所述三体微分对策模型为根据零控脱靶量将交战线性运动学与动力学模型降阶，并根据降阶后的所述交战线性运动学与动力学模型和时间乘子建立的。第四方面，本公开提供一种多飞行器反拦截协同打击的制导装置，包括：获取模块，用于分别获取进攻飞行器、拦截飞行器和目标物体的状态数据，其中，所述状态数据包括：位置信息、速度和加速度；得到模块，用于根据所述状态数据和三体微分对策模型，得到所述进攻飞行器的制导律，其中，所述三体微分对策模型为根据零控脱靶量将交战线性运动学与动力学模型降阶，并根据降阶后的交战线性运动学与动力学模型和时间乘子建立的。第五方面，本公开提供一种拦截飞行器的制导装置，包括：获取模块，用于分别获取进攻飞行器、拦截飞行器和目标物体的状态数据，其中，所述状态数据包括：位置信息、速度和加速度；得到模块，用于根据所述状态数据和三体微分对策模型，得到所述拦截飞行器的制导律，其中，所述三体微分对策模型为根据零控脱靶量将交战线性运动学与动力学模型降阶，并根据降阶后的交战线性运动学与动力学模型和时间乘子建立的。第六方面，本公开提供一种躲避飞行器打击的制导装置，包括：获取模块，用于分别获取进攻飞行器、拦截飞行器和目标物体的状态数据，其中，所述状态数据包括：位置信息、速度和加速度；得到模块，用于根据所述状态数据和三体微分对策模型，得到所述目标物体的制导律，其中，所述三体微分对策模型为根据零控脱靶量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多飞行器反拦截协同打击的制导方法，其特征在于，包括：/n分别获取进攻飞行器、拦截飞行器和目标物体的状态数据，其中，所述状态数据包括：位置信息、速度和加速度；/n根据所述状态数据和三体微分对策模型，得到所述进攻飞行器的制导律，其中，所述三体微分对策模型为根据零控脱靶量将交战线性运动学与动力学模型降阶，并根据降阶后的交战线性运动学与动力学模型和时间乘子建立的。/n

【技术特征摘要】
1.一种多飞行器反拦截协同打击的制导方法，其特征在于，包括：
分别获取进攻飞行器、拦截飞行器和目标物体的状态数据，其中，所述状态数据包括：位置信息、速度和加速度；
根据所述状态数据和三体微分对策模型，得到所述进攻飞行器的制导律，其中，所述三体微分对策模型为根据零控脱靶量将交战线性运动学与动力学模型降阶，并根据降阶后的交战线性运动学与动力学模型和时间乘子建立的。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述状态数据和三体微分对策模型，得到所述进攻飞行器的制导律之前，还包括：
建立所述三体微分对策模型；
所述建立所述三体微分对策模型，包括：
将进攻飞行器、拦截飞行器和目标物体划分为多个三体分组，建立每个所述三体分组对应的交战非线性运动学与动力学模型；其中，每个三体分组包括所述进攻飞行器中任一进攻飞行器，所述拦截飞行器中任一拦截飞行器和所述目标物体；
针对每个所述三体分组，线性化所述三体分组对应的交战非线性运动学与动力学模型，得到所述三体分组对应的交战线性运动学与动力学模型；
根据所有的所述三体分组对应的交战线性运动学与动力学模型，确定脱靶量的性能指标；
根据所述脱靶量的性能指标，确定所述进攻飞行器，所述拦截飞行器和所述目标物体分别对应的制导律所满足的条件；
根据零控脱靶量，对每个所述三体分组对应的交战线性运动学与动力学模型降阶计算，得到每个所述三体分组对应的降阶后的交战线性运动学与动力学模型；
根据时间乘子和所有所述三体分组对应的降阶后的交战线性运动学与动力学模型，得到三体微分对策模型；
根据所述进攻飞行器，所述拦截飞行器和所述目标物体分别对应的制导律所满足的条件，以及所述三体微分对策模型，分别得到所述进攻飞行器，所述拦截飞行器和所述目标物体的制导律。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述进攻飞行器，所述拦截飞行器和所述目标物体分别对应的制导律所满足的条件，以及所述三体微分对策模型，分别得到所述进攻飞行器，所述拦截飞行器和所述目标物体的制导律，包括：
根据得到所述进攻飞行器的制导律；
根据得到所述拦截飞行器的制导律；
根据得到所述目标物体的制导律；
其中，i大于0且小于等于m，m为进攻飞行器的数量，j大于0且小于等于d，d为拦截飞行器的数量，为第i个进攻飞行器的制导律，为第j个拦截飞行器的制导律，为目标物体的制导律，为第i个进攻飞行器的最大控制量，为第j个拦截飞行器的最大控制量，uTmax为目标物体的最大控制量，为脱靶量的性能指标对第i个进攻飞行器的控制量的偏导数，为脱靶量的性能指标对第j个拦截飞行器的控制量的偏导数，fT(t)为脱靶量的性能指标对目标物体的偏导数。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据得到
根据得到
根据得到fT(t)；
其中，Zij,1(t)为第i个进攻飞行器的第一零控脱靶量；Zij,2(t)为第i个进攻飞行器和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：周浩，程涛，陈万春，
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