适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导信息提取方法技术

本发明专利技术涉及一种适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导信息提取方法，属于制导控制领域。本发明专利技术通过深入分析图像导引头对视线角、视线角速度的定义及其与常用坐标系之间的转换关系，创新性的对现有制导信息提取方法进行改进，有效保证了制导弹药在末端姿态剧烈变化时的精度及落角需求。本发明专利技术首先对导引头测量得到的视线角速度进行滤波，消除噪声影响；其次将惯导测量得到的姿态信息与导引头测量得到的框架角信息创新性的引入，将视线角速度旋转得到视线系下视线角速度；最后计算纵向、侧向过载指令参与闭环制导控制。该适应图像制导弹药带落角约束制导信息提取方法结构通用，工程实践能力强。工程实践能力强。工程实践能力强。

【技术实现步骤摘要】
适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导信息提取方法


[0001]本专利技术属于制导控制领域，涉及一种适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导信息提取方法。

技术介绍

[0002]图像导引头可以直接给出视线角速度，方便制导弹药形成制导控制指令。带落角约束的制导律可以针对不同的攻击目标，通过地面装订不同落角以实现制导弹药对目标最大程度的打击。现有带落角约束制导律仅能适应制导弹药在末端姿态平稳时的大落角精确打击，无法满足制导弹药受到各种干扰后姿态剧烈变化时的大落角精确打击的需求。故需要对已有带落角约束制导律进行适应性的改进。针对上述问题，本专利技术首先对导引头测量得到的视线角速度进行滤波，消除噪声影响；其次将惯导测量得到的姿态信息与导引头测量得到的框架角信息引入，将视线角速度旋转，得到视线系下视线角速度；最后计算纵向、侧向过载指令参与闭环制导控制。该适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导信息提取方法结构通用，工程实践能力强。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导信息提取方法，以解决制导弹药受到各种干扰后姿态剧烈变化时的大落角精确打击的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导信息提取方法，该方法包括如下步骤：
[0005]步骤一，确定低通滤波器参数，图像导引头获得目标信息并给出的俯仰视线角速度与偏航视线角速度到低通滤波器，低通滤波器处理后输出至落角制导律处理；
[0006]步骤二，解算弹体系下视线角速度；
[0007]步骤三，解算发射线系下视线角速度；
[0008]步骤四，解算视线角；
[0009]步骤五，解算视线系下视线角速度；
[0010]步骤六，解算过载指令。
[0011]本专利技术提供一种适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导信息提取方法，本专利技术的方法已应用于某制导火箭项目研制中，设计的适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导信息提取方法解决了制导弹药受到各种干扰后姿态剧烈变化时的大落角精确打击的需求。该方法具有广阔的军事应用前景。
[0012]本专利技术首先对导引头测量得到的视线角速度进行滤波，消除噪声影响；其次将惯导测量得到的姿态信息与导引头测量得到的框架角信息创新性的引入，将视线角速度旋转得到视线系下视线角速度；最后计算纵向、侧向过载指令参与闭环制导控制。该适应图像制导弹药带落角约束制导信息提取方法结构通用，工程实践能力强。可广泛应用于各类要求对落角及精度有较高要求的制导弹药制导控制系统设计中。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的系统框图；
[0014]图2为俯仰过载指令对比曲线；
[0015]图3为偏航过载指令对比曲线；
[0016]图4为弹道倾角对比曲线；
[0017]图5为弹目距离对比曲线；
[0018]图6为本专利技术的流程图。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。
[0020]本专利技术涉及一种适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导信息提取方法。该方案可通用于各类对落角及精度要求较高的图像导引头制导弹药的制导控制系统设计中。
[0021]本专利技术要解决的问题是提供一种简单、通用、有效的适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导信息提取方法，解决制导弹药受到各种干扰后姿态剧烈变化时的大落角精确打击的问题，提高图像导引头制导弹药的制导控制系统性能。
[0022]为解决以上技术问题，本专利技术是一种带落角约束的制导信息提取方法。该制导信息提取方法创新之处在于，本专利技术充分利用图像导引头的视线角速度和框架角信息，结合制导弹药惯导所敏感出的弹体姿态信息，能够有效的克服弹体姿态剧烈变化对制导精度及落角约束的影响，提高了制导精度及落角控制精度。
[0023]本专利技术涉及了一种适应图像制导弹药带落角约束制导信息提取方法，通过深入分析图像导引头对视线角、视线角速度的定义及其与常用坐标系之间的转换关系，创新性的对现有制导信息提取方法进行改进，有效保证了制导弹药在末端姿态剧烈变化时的精度及落角需求。
[0024]本专利技术首先对导引头测量得到的视线角速度进行滤波，消除噪声影响；其次将惯导测量得到的姿态信息与导引头测量得到的框架角信息创新性的引入，将视线角速度旋转得到视线系下视线角速度；最后计算纵向、侧向过载指令参与闭环制导控制。该适应图像制导弹药带落角约束制导信息提取方法结构通用，工程实践能力强。可广泛应用于各类要求对落角及精度有较高要求的制导弹药制导控制系统设计中。
[0025]适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导律原理结构框图如图1所示。
[0026]设计步骤描述如下：
[0027]步骤一，确定低通滤波器参数K1,K2,K3，图像导引头获得目标信息并给出的俯仰视线角速度与偏航视线角速度到低通滤波器，低通滤波器处理后输出至落角制导律处理；
[0028]分别表示图像导引头所给出的俯仰视线角速度与偏航视线角速度，kT表示弹载计算机的当前时间，T表示弹载计算机的计算周期。为了表示方便，后文将简化为简化为
[0029]步骤二，解算弹体系下视线角速度。
[0030]结合图像导引头所给出的偏航框架角解算弹体系下视线角速度为：
[0031][0032]其中为弹体系下俯仰视线角速度与偏航视线角速度，β
g
(k)为图像导引头所给出的偏航框架角。
[0033]步骤三，解算发射线系下视线角速度。
[0034]结合惯导测量得到偏航角和滚转角解算发射线系下视线角速度为：
[0035][0036]其中为发射系下俯仰视线角速度与偏航视线角速度，ψ(k)，γ(k)为惯导测量得到偏航角和滚转角。
[0037]步骤四，解算视线角。
[0038]发射系与弹体系之间转换的旋转顺序为先转俯仰后转偏航，发射系至弹体系的坐标转换矩阵如下：
[0039][0040]其中为惯导测量得到俯仰角。
[0041]结合图像导引头所给出的俯仰框架角和偏航框架角解算视线角为：
[0042][0043]其中q
f
(k)，q
b
(k)为俯仰视线角与偏航视线角；ε
g
(k)为图像导引头所给出的俯仰框架角；分别为的第二列元素和第三列元素。
[0044]步骤五，解算视线系下视线角速度。
[0045]结合解算得到视线角解算视线系下视线角速度为：
[0046][0047]其中为发射系下俯仰视线角速度与偏航视线角速度。
[0048]步骤六，解算过载指令。
[0049]剩余时间为：
[0050][0051]R为距离，V为速度；
[0052]过载指令为：
[0053][0054][0055]其中：K
f
,K2,K本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导信息提取方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一，确定低通滤波器参数，图像导引头获得目标信息并给出的俯仰视线角速度与偏航视线角速度到低通滤波器，低通滤波器处理后输出至落角制导律处理；步骤二，解算弹体系下视线角速度；步骤三，解算发射线系下视线角速度；步骤四，解算视线角；步骤五，解算视线系下视线角速度；步骤六，解算过载指令。2.如权利要求1所述的适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导信息提取方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：滤波器处理输出为：特征在于，所述步骤一具体包括：滤波器处理输出为：分别表示图像导引头所给出的俯仰视线角速度与偏航视线角速度，kT表示弹载计算机的当前时间，T表示弹载计算机的计算周期，将简化为3.如权利要求2所述的适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导信息提取方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：结合图像导引头所给出的偏航框架角解算弹体系下视线角速度为：其中为弹体系下俯仰视线角速度与偏航视线角速度，β
g
(k)为图像导引头所给出的偏航框架角。4.如权利要求3所述的适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导信息提取方法，其特征在于，所述步骤三具体包括：结合惯导测量得到偏航角和滚转角解算发射线系下视线角速度为：其中为发射系下俯仰视线角速度与偏航视线角速度，ψ(k)，γ(k)为惯导测量得到偏航角和滚转角。5.如权利要求4所述的适应图像导引头的制导弹药带落角约束制导信息提取方法，其特征在于，所述步骤四具体包括：发射系与弹体系之间转换的旋转顺序为先转俯仰后转偏航，发射系至弹体系的坐标转换矩阵如下：
其中为惯导测量得到俯仰角；...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘瑞，杨树兴，栗金平，苗昊春，常江，邓海鹏，程冬，卢莺，董韬，王晨，
申请(专利权)人：西安现代控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：