基于滚筒机动的空空导弹规避方法技术

本发明专利技术公开了一种基于滚筒机动的空空导弹规避方法，飞行器进行滚筒机动，飞行器与导弹的速度方向相反，规避导弹攻击；在规避导弹过程中，飞行器根据当前位置与期望运动轨迹解算获得飞行器的制导律，在期望运动轨迹中，飞行器在垂直平面内做圆周运动，在前进方向上作匀速运动。本发明专利技术公开的基于滚筒机动的空空导弹规避方法，可实现飞行器对导弹的滚筒规避动作，规避效果较好。规避效果较好。规避效果较好。

【技术实现步骤摘要】
基于滚筒机动的空空导弹规避方法


[0001]本专利技术涉及一种基于滚筒机动的空空导弹规避方法，属于飞行器控制


技术介绍

[0002]目前，躲避空空导弹的方法有很多，例如可以通过掉头远离、能量消耗、电子干扰、红外干扰、大过载机动、3/9机动、向地面俯冲、激光反制、借助地形等方式摆脱导弹。
[0003]在通过飞行器本身的各种机动对导弹的规避方法中，例如筋斗、半滚倒转、掉头直线加速、滚筒等机动动作，目前的研究仅对导弹进行了细致的建模和分析，而对飞机本身的特性考虑并不充足，例如谢新辉,张学斌,李飞,等.战斗机“滚筒”机动的末端规避效果[J].火力与指挥控制,2016(2):97
‑
100,107.DOI:10.3969/j.issn.1002
‑
0640.2016.02.024.中的研究方法，这就导致了目前对滚筒的机动建模仍然为一种开环的过载形式，这种机动建模对于全包线飞行器模型并无法实现真正的滚筒机动，即无法在飞行器上很好的实现真正的滚筒激动，对导弹的实际规避效果较差。
[0004]因此，有必要对滚筒机动规避方法进一步地研究，以提高飞行器对导弹的规避效果。

技术实现思路

[0005]为了克服上述问题，本专利技术人进行了深入研究，提出了一种基于滚筒机动的空空导弹规避方法，飞行器进行滚筒机动，规避导弹攻击；
[0006]所述滚筒机动是指飞行器同时在垂直和水平面内作S形运动。
[0007]进一步地，在规避导弹过程中，飞行器与导弹的速度方向相反。
[0008]进一步地，在规避导弹过程中，飞行器根据当前位置与期望运动轨迹解算获得飞行器的制导律，在期望运动轨迹中，飞行器在垂直平面内做圆周运动，在前进方向上作匀速运动。
[0009]在一个优选的实施方式中，所述飞行器的期望运动轨迹可以表示为：
[0010]x
i
＝k
b
r1t+x0[0011]y
i
＝k
b
r2t+R
b
cosω
b
t+y0[0012]z
i
＝k
b
r3t+R
b
sinω
b
t+z0[0013]其中，[x
i
,y
i
,z
i
]为i时刻轨迹点位置；[x0,y0,z0]表示滚筒机动时飞行器的初始位置；r1、r2、r3表示开始滚筒机动时，导弹与飞行器连线的矢量对应在x、y、z轴上的单位向量；R
b
表示垂直平面内圆周运动的半径；ω
b
表示垂直平面内圆周运动的频率；k
b
为常量；t表示滚筒机动初始时刻到i时刻的时间。
[0014]在一个优选的实施方式中，在规避过程中,在期望运动轨迹上设置一个动态虚拟点，通过让飞行器对虚拟点进行跟踪获得飞行器的制导律，所述虚拟点的位置动态变化，其位置更新可以表示为：
[0015][0016]其中，ΔT表示单位结算周期，ΔS表示单位结算周期内虚拟点的运动距离；t
i
‑1表示上一时刻、t
i
表示当前时刻；V
t
表示虚拟点在滚筒轨迹上的移动速度。
[0017]在一个优选的实施方式中，虚拟点在滚筒轨迹上的移动速度与飞行器的速存在如下关系：
[0018][0019]其中，V
g
表示无人机的速度；L表示虚拟点与无人机之间的距离；R为一个固定参数，优选地，R取值范围是50
‑
100。
[0020]在一个优选的实施方式中，在飞行器对虚拟点进行跟踪过程中，以虚拟点航向角和视线偏差角对飞行器制导律进行修正。
[0021]在一个优选的实施方式中，修正后的飞行器制导律表示为：
[0022][0023]其中，a
c
表示飞行器水平向上的加速度指令、a
p
表示飞行器竖直方向上的加速度指令；λ表示飞行器与虚拟点水平方向上的视线角、χ表示飞行器与虚拟点竖直方向上的视线角；γ
b
表示飞行器航迹偏角、δ
b
表示飞行器航迹倾角；γ
t
表示t时刻虚拟点的航机偏角、δ
t
表示t时刻虚拟点的航迹倾角。
[0024]本专利技术所具有的有益效果包括：
[0025](1)相较于传统的逃逸策略，本专利技术提供的规避方法消耗能量更小；
[0026](2)可实现飞行器对导弹的滚筒规避动作，规避效果较好。
附图说明
[0027]图1示出根据本专利技术一种优选实施方式的基于滚筒机动的空空导弹规避方法流程示意图；
[0028]图2示出实施例1仿真结果中R
b
为250m时，导弹的速度变化曲线；
[0029]图3示出实施例1仿真结果中R
b
为250m时，导弹脱靶量变化曲线；
[0030]图4示出实施例1仿真结果中R
b
不同取值下导弹速度变化曲线；
[0031]图5示出实施例1仿真结果中R
b
不同取值下导弹脱靶量变化曲线。
具体实施方式
[0032]下面通过附图和实施例对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。
[0033]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0034]本专利技术提供了一种基于滚筒机动的空空导弹规避方法，在该方法中，飞行器进行滚筒机动，规避导弹攻击；
[0035]所述滚筒机动是指飞行器同时在垂直和水平面内作S形运动。滚筒机动利用导弹制导回路的弱点，使导弹的制导控制系统周期性地改变跟踪指令，当导弹的跟踪指令的变化频率超出导弹系统的带宽时，则会导致导弹跟踪结果的发散，从而无法及时跟踪目标。
[0036]进一步地，根据本专利技术，在规避导弹过程中，飞行器与导弹的速度方向相反，即飞行器迎着导弹飞行，此种规避策略，相对于传统的规避策略，不仅降低了飞行器轨迹的能量消耗，还提高了飞行器与导弹的速度差，从而达到提升规避概率的效果。
[0037]根据本专利技术，在规避导弹过程中，飞行器根据当前位置与期望运动轨迹解算获得飞行器的制导律。
[0038]进一步地，在所述期望运动轨迹中，飞行器在垂直平面内做圆周运动，在前进方向上作匀速运动，即期望运动轨迹为滚筒轨迹。
[0039]进一步地，在本专利技术中，将所述飞行器的期望运动轨迹设置为：
[0040]x
i
＝k
b
r1t+x0[0041]y
i
＝k
b
r2t+R
b
cosω
b...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于滚筒机动的空空导弹规避方法，其特征在于，飞行器进行滚筒机动，规避导弹攻击；所述滚筒机动是指飞行器同时在垂直和水平面内作S形运动。2.根据权利要求1所述的基于滚筒机动的空空导弹规避方法，其特征在于，在规避导弹过程中，飞行器与导弹的速度方向相反。3.根据权利要求1所述的基于滚筒机动的空空导弹规避方法，其特征在于，在规避导弹过程中，飞行器根据当前位置与期望运动轨迹解算获得飞行器的制导律，在期望运动轨迹中，飞行器在垂直平面内做圆周运动，在前进方向上作匀速运动。4.根据权利要求3所述的基于滚筒机动的空空导弹规避方法，其特征在于，所述飞行器的期望运动轨迹可以表示为：x
i
＝k
b
r1t+x0y
i
＝k
b
r2t+R
b
cosω
b
t+y0z
i
＝k
b
r3t+R
b
sinω
b
t+z0其中，[x
i
,y
i
,z
i
]为i时刻轨迹点位置；[x0,y0,z0]表示滚筒机动时飞行器的初始位置；r1、r2、r3表示开始滚筒机动时，导弹与飞行器连线的矢量对应在x、y、z轴上的单位向量；R
b
表示垂直平面内圆周运动的半径；ω
b
表示垂直平面内圆周运动的频率；k
b
为常量；t表示滚筒机动初...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫雳，李希明，陈灿，杨冰玮，李东昌，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：