导弹飞行高度控制方法、终端设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种导弹飞行高度控制方法、终端设备及存储介质，通过N次迭代不断更新系数组合，将每一次更新的系数组合作为一个优化方案，并得到一个平飞方案，若平飞段每一时刻的ΔH满足设定条件，则保留此方案，否则舍弃。本发明专利技术具有优化时间短、全局优化能力强，易于工程实现、适用范围广的特点，极大地提高了导弹飞行高度控制精度。本发明专利技术的方法不会陷入局部最优，且搜索速度快，克服了现有方法实现过程复杂且搜索速度慢，容易陷入局部最优的缺陷。陷。陷。

【技术实现步骤摘要】
导弹飞行高度控制方法、终端设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及导弹飞行控制领域，特别是一种导弹飞行高度控制方法、终端设备及存储介质。

技术介绍

[0002]导弹弹道包括爬升段、高平飞段、俯冲段和低平飞段，而平飞段能否保持稳定的飞行高度对整个攻击过程具有重要的意义。因而在平飞段采用PID的控制方式使得导弹飞行在预设高度附近，而选择合适的比例系数、积分系数、微分系数直接决定了导弹在平飞段能否达到飞行要求，传统手动调参存在人为试凑的因素，耗费时间长且难以寻找到最优的系数组合，难以实现导弹飞行高度的精确、实时控制。随着智能化算法的发展，现有技术将遗传算法、粒子群算法等引入弹道设计中，但遗传算法实现复杂且搜索速度慢，粒子群算法速度快但容易陷入局部最优，这些方案均难以实现导弹飞行高度的精确、实时控制。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种导弹飞行高度控制方法、终端设备及存储介质，实现导弹飞行高度的精确控制。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种导弹飞行高度控制方法，包括以下步骤：
[0005]S1、初始化多个比例系数K
p
、微分系数K
d
和积分系数K
i
的组合，构成初始化优化方案，找寻出初始化方案中的最优方案后进入迭代；
[0006]S2、在第k次迭代中，进行全局搜索，全局搜索模式下优化方案的更新方式符合下式，其中，为第k次迭代中的第j个优化方案，λ为常数，代表第k
‑
1次迭代中的第j个优化方案，κ为步长比例系数，L(s,λ)代表莱维搜索路径，s代表更新步长，s＝(s
p
,s
d
,s
i
)，所述优化方案是指比例系数、微分系数和积分系数的组合，s
p
、s
d
和s
i
分别代表比例系数、微分系数和积分系数的更新长度，k＞1；
[0007]S3、进行局部搜索，即在全局优化方案中以概率P选取部分优化方案进行更新，局部搜索模式下优化方案的更新方式符合下式，其中，G代表阶跃函数，和为两个不同的随机优化方案，代表叉乘，η为随机数；
[0008]S4、以Σ|ΔH|的值最小为优化目标，寻找出第k次迭代的最优组合∑|ΔH|表示满足误差要求的优化方案组成的平飞弹道中所有时刻导弹实际高度与预设高度的偏差之和；其中，|ΔH|≤ε
h(l)
，ΔH＝y
‑
H
h(l)
为导弹实际高度与预设高度的偏差，ε
h(l)
≥0代表高度允许的最大误差，H
h(l)
代表高平飞段或低平飞段时的高度预设值，其中h代表高平飞段，l代表低平飞段，y为导弹质心的纵坐标。平飞段舵偏角的变化规律Δδ
z
与ΔH、比例系数K
p
、微分系数K
d
和积分系数K
i
之间的关系式为：
代表高度偏差变化率；
[0009]S5、比较第k次迭代的最优组合和第k
‑
1次迭代的最优组合，保留更优的方案，满足终止条件后，输出得到N次迭代后的最优组合方案，按照所述最优组合方案构造导弹在平飞段的飞行弹道。
[0010]可以理解的是，本专利技术中，k＝2时，对应的是初始化比例系数K
p
、微分系数K
d
和积分系数K
i
组合。
[0011]本专利技术将智能化的布谷鸟算法(Cuckoo Search，CS)引入弹道设计中，布谷鸟搜索收敛速度快，结合了全局搜索和局部搜索，可以搜索出全局最优的方案，使用CS搜索具有全局最优的比例系数、积分系数、微分系数的组合，该方法具有优化时间短、全局优化能力强，易于工程实现、适用范围广的特点，极大地提高了导弹飞行高度控制精度。本专利技术的方法不会陷入局部最优，且搜索速度快，克服了现有方法实现过程复杂且搜索速度慢，容易陷入局部最优的缺陷。
[0012]本专利技术中，当k＞N时，优化过程结束；其中，N为设定的最大迭代次数。
[0013]本专利技术中，0≤η≤1。
[0014]本专利技术中，为了进一步提高控制精度，在每次迭代中，包括全局搜索和局部搜索中产生的每一个优化方案构造的飞行弹道中导弹飞行高度均需满足|ΔH|≤ε
h(l)
，将满足约束条件的保留并寻找出此次迭代中的最优方案。若存在此最优方案则与上一次迭代的最优方案比较得出更优方案，否则进入下一次迭代。
[0015]本专利技术中，所述平飞段包括高平飞段和低平飞段，导弹在高平飞段和低平飞段的期望飞行高度H
*
如下：
[0016][0017]其中，t1～t2期间导弹处于高平飞段，t2～t3期间导弹处于俯冲阶段，t3～t4处于低平飞阶段，H
h
为导弹在高平飞段的期望飞行高度，H
l
为导弹在低平飞段的期望飞行高度，K为控制系数。
[0018]本专利技术中，对于高平飞段，高度允许的最大误差设定为10m；对于低平飞段，高度允许的最大误差设定为5m。
[0019]作为一个专利技术构思，本专利技术还提供了一种终端设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序，以实现本专利技术上述方法的步骤。
[0020]作为一个专利技术构思，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令；所述计算机程序/指令被处理器执行时实现本专利技术上述方法的步骤。
[0021]与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果为：本专利技术优化时间短、全局优化能力强，易于工程实现、适用范围广的特点，极大地提高了导弹飞行高度控制精度，消除了人为试凑的因素，减少了设计周期，通用性强，可适用于不同导弹弹道设计中。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例1方法流程图；
[0023]图2为本专利技术实施例导弹弹道示意图。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]在本文中，术语“包含”、“包括”和其它类似词语意在表示逻辑上的相互关系，而不能视作表示空间结构上的关系。例如，“A包括B”意在表示在逻辑上B属于A，而不表示在空间上B位于A的内部。另外，术语“包含”、“包括”和其它类似词语的含义应视为开放性的，而非封闭性的。例如，“A包括B”意在表示B属于A，但是B不一定构成A的全部，A还可能包括C、D、E等其它元素。
[0026]实施例1
[0027]本实施例提供了一种导弹飞行高度控制方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导弹飞行高度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、初始化多个比例系数K
p
、微分系数K
d
和积分系数K
i
的组合，构成初始化优化方案，找寻出初始化方案中的最优方案后进入迭代；S2、在第k次迭代中，进行全局搜索，全局搜索模式下优化方案的更新方式满足下式，其中，为第k次迭代中的第j个优化方案，λ为常数，代表第k
‑
1次迭代中的第j个优化方案，κ为步长比例系数，L(s,λ)代表莱维搜索路径，s代表更新步长，s＝(s
p
,s
d
,s
i
)，所述优化方案是指比例系数、微分系数和积分系数的组合，s
p
、s
d
和s
i
分别代表比例系数、微分系数和积分系数的更新长度，k＞1；S3、进行局部搜索，即在全局优化方案中以概率P选取部分优化方案进行更新，局部搜索模式下优化方案的更新方式满足下式，其中，G代表阶跃函数，和为两个不同的随机优化方案，代表叉乘，η为随机数；S4、以∑|ΔH|的值最小为优化目标，寻找出第k次迭代的最优组合Σ|ΔH|表示满足误差要求的优化方案组成的平飞弹道中所有时刻导弹实际高度与预设高度的偏差之和；其中，|ΔH|≤ε
h(l)
，ΔH＝y
‑
H
h(l)
为导弹实际高度与预设高度的偏差，ε
h(l)
≥0代表高度允许的最大误差，H
h(l)
代表高平飞段或低平飞段时的高度预设值，其中h代表高平飞段，l代表低平飞段，y为导弹质心的纵坐标，平飞段舵偏角的变化规律Δδ
z
与ΔH、比例系数K
p
、微分系数K
d...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷亚强，付森，王鹏飞，蔡铁鑫，
申请(专利权)人：湖南航天有限责任公司，
类型：发明
国别省市：