基于优化步长的运载火箭迭代制导方法及装置、存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术适用于运载火箭技术领域，提供了一种基于优化步长的运载火箭迭代制导方法及装置、存储介质、计算机设备，该方法包括：监测运载火箭的导航信息和加速度信息；基于实时导航信息、实时加速度信息以及标准程序角信息，利用所述基于优化步长的运载火箭迭代制导算法进行多次迭代计算，确定所述运载火箭的程序角修正量，其中，任意一次迭代计算的迭代步长小于前一次迭代计算的迭代步长；按照所述程序角修正量，对所述运载火箭进行程序角修正。本发明专利技术能够提高迭代制导计算精度，最终达到优化迭代制导的目的。代制导的目的。代制导的目的。

【技术实现步骤摘要】
基于优化步长的运载火箭迭代制导方法及装置、存储介质


[0001]本专利技术属于运载火箭
，尤其涉及一种基于优化步长的运载火箭迭代制导方法及装置、存储介质、计算机设备。

技术介绍

[0002]迭代制导是随着现代计算机技术和最优控制理论发展而出现的一种自适应制导技术，可根据火箭当前的速度、位置以及预估的入轨点，不断调整自己的飞行轨迹，计算需要的入轨点，然后根据当前位置和入轨点之间的空间相对关系，规划出一条新的轨迹，从而保证入轨精度和入轨的姿态。目前由于火箭弹道设计要求迭代制导提前进行，此时离入轨点距离较远，在迭代初始段常规的定步长迭代会导致单次迭代花费时间较大，严重时会威胁到箭上飞行控制软件的实时运行。
[0003]对于较长周期的迭代制导计算，一般有以下解决方法：
[0004]一是迭代制导只针对最后一级发动机工作时间进行迭代，但这是不够的，而且还存在入轨精度不够的问题；
[0005]二是将其分为多个阶段的弹道进行分步迭代制导计算。因为不能简单的采用理论时间，而应根据关机方式进行精确估算和迭代，这对于保证各阶段程序角的连续性有重要作用；而且在分段处须采取必要措施进行平滑控制，该分段的算法一般来说都相对复杂，同时因为要对后续阶段的加速度进行多重积分，迭代算法的复杂性与分段数关系密切，每增加一个分段，会增加大量计算和控制分支，不利于可靠性的提高，因此不建议采用过多的分段。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供一种基于优化步长的运载火箭迭代制导方法，旨在解决目前运载火箭迭代制导效率低、精度差的问题。
[0007]本专利技术实施例是这样实现的，一种运载火箭的迭代制导方法，所述方法包括：
[0008]监测运载火箭的导航信息和加速度信息；
[0009]基于实时导航信息、实时加速度信息以及标准程序角信息，利用所述运载火箭的迭代制导算法进行多次迭代计算，确定所述运载火箭的程序角修正量，其中，任意一次迭代计算的迭代步长小于前一次迭代计算的迭代步长；
[0010]按照所述程序角修正量，对所述运载火箭进行程序角修正。
[0011]更进一步地，所述基于实时导航信息、实时加速度信息以及标准程序，利用所述运载火箭的迭代制导算法进行多次迭代计算，确定所述运载火箭的程序角修正量，具体包括：
[0012]依据实时时间以及预设迭代结束时间，计算迭代步长，并确定所述迭代步长对应的迭代计算时间；
[0013]在到达所述迭代计算时间时，基于实时导航信息、实时加速度信息以及所述标准程序角信息，利用所述迭代制导算法进行迭代计算，确定迭代中间值；
[0014]继续依据实时时间以及所述预设迭代结束时间，计算新的迭代步长，确定新的迭代计算时间，并在到达所述新的迭代计算时间时，基于实时导航信息、实时加速度信息以及所述迭代中间值继续进行迭代计算，直到满足迭代终止条件为止。
[0015]更进一步地，所述依据实时时间以及预设迭代结束时间，计算迭代步长，具体包括：
[0016]将实时时间以及所述预设迭代结束时间代入迭代步长计算公式中，得到所述迭代步长，其中，所述迭代步长计算公式为T
step
＝k*(T
end
‑
T
now
)，T
step
为迭代步长，T
end
为所述预设迭代结束时间，T
now
为所述实时时间，k为预设系数。
[0017]更进一步地，所述确定所述迭代步长对应的迭代计算时间，具体包括：
[0018]基于预设限幅步长，对所述迭代步长进行限幅处理，并将所述实时时间与限幅处理后的迭代步长之和作为所述迭代计算时间。
[0019]更进一步地，所述在到达所述迭代计算时间时，基于实时导航信息、实时加速度信息以及所述标准程序角信息，利用所述迭代制导算法进行迭代计算，确定迭代中间值之后，所述方法还包括：
[0020]统计迭代计算的迭代次数；
[0021]当所述迭代次数达到预设迭代次数阈值时，或到达所述预设迭代结束时间时，结束迭代计算。
[0022]更进一步地，所述导航信息包括所述运载火箭的速度信息和位置信息，程序角信息用于描述所述运载火箭的入轨姿态信息。
[0023]本专利技术实施例还提供一种基于优化步长的运载火箭迭代制导装置，所述装置包括：
[0024]监测模块，用于监测运载火箭的导航信息和加速度信息；
[0025]迭代计算模块，用于基于实时导航信息、实时加速度信息以及标准程序角信息，利用所述运载火箭的迭代制导算法进行多次迭代计算，确定所述运载火箭的程序角修正量，其中，任意一次迭代计算的迭代步长小于前一次迭代计算的迭代步长；
[0026]修正模块，用于按照所述程序角修正量，对所述运载火箭进行程序角修正。
[0027]更进一步地，所述迭代计算模块，具体用于：
[0028]依据实时时间以及预设迭代结束时间，计算迭代步长，并确定所述迭代步长对应的迭代计算时间；
[0029]在到达所述迭代计算时间时，基于实时导航信息、实时加速度信息以及所述标准程序角信息，利用所述迭代制导算法进行迭代计算，确定迭代中间值；
[0030]继续依据实时时间以及所述预设迭代结束时间，计算新的迭代步长，确定新的迭代计算时间，并在到达所述新的迭代计算时间时，基于实时导航信息、实时加速度信息以及所述迭代中间值继续进行迭代计算，直到满足迭代终止条件为止。
[0031]更进一步地，所述迭代计算模块，还用于：将实时时间以及所述预设迭代结束时间代入迭代步长计算公式中，得到所述迭代步长，其中，所述迭代步长计算公式为T
step
＝k*(T
end
‑
T
now
)，T
step
为迭代步长，T
end
为所述预设迭代结束时间，T
now
为所述实时时间，k为预设系数。
[0032]更进一步地，所述迭代计算模块，还用于：基于预设限幅步长，对所述迭代步长进
行限幅处理，并将所述实时时间与限幅处理后的迭代步长之和作为所述迭代计算时间。
[0033]更进一步地，所述装置还包括：
[0034]次数统计模块，用于所述在到达所述迭代计算时间时，基于实时导航信息、实时加速度信息以及所述标准程序角信息，利用所述迭代制导算法进行迭代计算，确定迭代中间值之后，统计迭代计算的迭代次数；
[0035]所述迭代计算模块，还用于：当所述迭代次数达到预设迭代次数阈值时，或到达所述预设迭代结束时间时，结束迭代计算。
[0036]更进一步地，所述导航信息包括所述运载火箭的速度信息和位置信息，程序角信息用于描述所述运载火箭的入轨姿态信息。
[0037]本专利技术实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述基于优化步长的运载火箭迭代制导方法。
[0038]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于优化步长的运载火箭迭代制导方法，其特征在于，所述方法包括：监测运载火箭的导航信息和加速度信息；基于实时导航信息、实时加速度信息以及标准程序角信息，利用所述运载火箭的迭代制导算法进行多次迭代计算，确定所述运载火箭的程序角修正量，其中，任意一次迭代计算的迭代步长小于前一次迭代计算的迭代步长；按照所述程序角修正量，对所述运载火箭进行程序角修正。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于实时导航信息、实时加速度信息以及标准程序，利用所述运载火箭的迭代制导算法进行多次迭代计算，确定所述运载火箭的程序角修正量，具体包括：依据实时时间以及预设迭代结束时间，计算迭代步长，并确定所述迭代步长对应的迭代计算时间；在到达所述迭代计算时间时，基于实时导航信息、实时加速度信息以及所述标准程序角信息，利用所述迭代制导算法进行迭代计算，确定迭代中间值；继续依据实时时间以及所述预设迭代结束时间，计算新的迭代步长，确定新的迭代计算时间，并在到达所述新的迭代计算时间时，基于实时导航信息、实时加速度信息以及所述迭代中间值继续进行迭代计算，直到满足迭代终止条件为止。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据实时时间以及预设迭代结束时间，计算迭代步长，具体包括：将实时时间以及所述预设迭代结束时间代入迭代步长计算公式中，得到所述迭代步长，其中，所述迭代步长计算公式为T
step
＝k*(T
end
‑
T
now
)，T
step
为迭代步长，T
end
为所述预设迭代结束时间，T
now
为所述实时时间，k为预设系数。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：张骞，陈明欣，郭一江，杨威，杨文俊，李之强，
申请(专利权)人：宁波天擎航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：