一种基于滚动时域的最优跟踪制导方法技术

一种基于滚动时域的最优跟踪制导方法，属于飞行器制导与控制领域，解决了解决飞行器非线性最优在线弹道跟踪问题。最优跟踪制导方法包括：基于运动学模型进行轨迹跟踪，获得状态量偏差、控制矢量偏差；利用状态量偏差、控制矢量偏差，对运动学模型线性化；基于线性化后的运动学模型，在满足终端约束的情况下，求解最优控制目标函数使其最小，即获得制导指令。本发明专利技术通过小扰动线性化处理，将轨迹跟踪问题构建为一个凸二次规划问题，以轨迹跟踪误差最小为性能质保，能够实时生成最优跟踪指令，提升轨迹跟踪精度。轨迹跟踪精度。轨迹跟踪精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于滚动时域的最优跟踪制导方法


[0001]本专利技术涉及一种基于滚动时域的最优跟踪制导方法，属于飞行器制导与控制领域。

技术介绍

[0002]随着飞行器在飞行过程中可能出现的大范围扰动、气动影响等复杂情况需求，要求飞行器需自主地实现轨迹规划并实现跟踪制导，最终满足快速、低成本、可靠、高精度完成有效载荷投送任务。现有技术方案存在以下不足：1）控制系统应对大范围扰动的能力不足；2）发射准备周期长，难以高效率的满足快速发射需求；3）控制系统的任务适应能力不足，难以适应多样化投送弹道的制导需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，解决了解决飞行器非线性最优在线弹道跟踪问题。
[0004]本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：一种基于滚动时域的最优跟踪制导方法，包括：基于运动学模型进行轨迹跟踪，获得状态量偏差、控制矢量偏差；利用状态量偏差、控制矢量偏差，对运动学模型线性化；基于线性化后的运动学模型，在满足终端约束的情况下，求解最优控制目标函数使其最小，即获得制导指令。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于滚动时域的最优跟踪制导方法，其特征在于，包括：基于运动学模型进行轨迹跟踪，获得状态量偏差、控制矢量偏差；利用状态量偏差、控制矢量偏差，对运动学模型线性化；基于线性化后的运动学模型，在满足终端约束的情况下，求解最优控制目标函数使其最小，即获得制导指令。2.根据权利要求1所述的最优跟踪制导方法，其特征在于，采用内点法求解最优控制目标函数。3.根据权利要求2所述的最优跟踪制导方法，其特征在于，所述基于滚动时域是指：从初始时刻开始，测量出当前时刻的系统状态，根据当前时刻和未来时间区间内的系统约束，在某一时间间隔下求解最优控制目标函数，解算得到未来时间区间内的控制序列，其中将该时间间隔记为滚动时域长度；将所述控制序列用于下一个制导周期，并在下一个制导周期内，重复上述过程解算新的控制序列。4.根据权利要求3所述的最优跟踪制导方法，其特征在于，当解算新的控制序列的周期小于制导周期时，在某一制导周期内，完成控制序列过程解算后，利用新解算出的控制序列替换该制导周期内尚未执行的控制序列。5.根据权利要求1所述的最优跟踪制导方法，其特征在于，所述终端约束包括终端位置和终端速度。6.根据权利要求1所述的最优跟踪制导方法，其特征在于，所述状态量偏差为：其中，为t时刻标称轨迹的状态矢量，为t时刻飞行器当前状态矢量，为状态量偏差，为空间矢量。7.根据权利要求1所述的最优跟踪制导方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：程晓明，靳蕊溪，禹春梅，张惠平，陈曦，柳嘉润，李明华，郑卓，杨庆军，
申请(专利权)人：北京航天自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：