一种基于角度约束的水下三维协同制导方法技术

本发明专利技术涉及一种基于角度约束的水下三维协同制导方法，属于水下航行器控制技术领域。领弹采用带角度约束的最优制导方法，从弹在比例导引的基础上，加上一个附加机动指令用于控制从弹的状态。在航行器动力学和运动学模型基础上，通过三通道解耦控制设计所需舵角，对航行器进行姿态控制，最终实现协同制导。本发明专利技术的关键在于从弹附加机动指令的设计，需要基于动态逆控制原理设计非线性状态跟踪控制器。为了解决航行过程中角度出现的奇异问题，附加机动指令的设计考虑了两种攻击情况，实现了多航行器能够在目标运动的两侧同时击中目标。行器能够在目标运动的两侧同时击中目标。行器能够在目标运动的两侧同时击中目标。

【技术实现步骤摘要】
一种基于角度约束的水下三维协同制导方法


[0001]本专利技术属于水下航行器控制
，涉及一种基于角度约束的水下三维协同制导方法。更具体的说是在“领弹—从弹”制导架构中，领弹采用基于角度约束的最优制导，通过计算附加机动指令控制从弹的姿态，来实现多条自主水下航行器以期望角度同时到达动态目标，应用于航海领域。

技术介绍

[0002]自主水下航行器是水下作业最重要的平台之一，在各种应用场景中发挥重要作用。随着水下智能技术的快速发展，军舰和水下航行器的防御系统不断更新和改进。单个航行器执行水下任务的效率和成功率较低，多航行器协同制导技术能够克服单个航行器无法完成复杂任务的弱点，具有更高的效率和适用性。同时，随着精确制导技术的发展，多航行器协同制导不仅希望能够同时命中目标，而且希望其能以期望的落角对目标进行打击。例如，拦截目标时最好能以较小的迎角直接与目标进行碰撞，打击舰船等目标时最好能以较大的攻击角，或者垂直命中对其进行毁伤，这就要求设计的制导律不仅有尽可能小的脱靶量，还要满足末端攻击角度的约束。
[0003]现有的众多协同制导方法均是在双本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于角度约束的水下三维协同制导方法，其特征在于步骤如下：步骤1：建立平面内航行器与目标的相对运动模型，得到速度、法向加速度、弹道倾角、视线高低角、前置角和弹目相对距离之间的相对运动关系；步骤2：设计多航行器协同制导策略，领导者航行器采用带角度约束的最优制导，从弹航行器在比例导引的基础上增加了附加机动指令A2，得到制导律为其中，σ为航行器偏航角，q为航行器到目标的视线角，下标l和fi分别代表领导者和从弹，q
d
为最终期望的视线角，N是从弹的比例导引系数，N
p
和N
q
是领弹的常数比例导引系数，t
go
为剩余航行时间；步骤3：定义两个跟踪误差E
R
和E
η
，分别表示领弹和从弹的距离跟踪误差和速度前置角的跟踪误差，按照航行器从目标同侧打击和不同侧打击，分为两种情况：情况1为：E
R
＝R
l
‑
R
fi
，E
η
＝η
l
‑
η
fi
；情况2为：E
R
＝R
l
‑
R
fi
，E
η
＝
‑
η
l
‑
η
fi
；将其作为反馈线性化控制器的输入，得到两种情况的控制设计模型；其中，R
l
和R
fi
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高剑，路茜，张桢驰，王昭，陈依民，潘光，宋保维，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：