一种基于视线方向攻击静止目标的分布式协同制导律制造技术

本发明专利技术公开了一种基于视线方向攻击静止目标的分布式协同制导律，弹群各枚导弹根据目标视线方向距离等信息调整导弹自身与目标的相对速度以获得时间同步，利用各时刻下不同导弹平均剩余时间与各个导弹预估剩余时间对比，根据两者差值变化调整导弹飞行速度，以达到同对目标的同时攻击，获得最大打击效能

【技术实现步骤摘要】
一种基于视线方向攻击静止目标的分布式协同制导律


[0001]本专利技术属于自动化协同控制技术，具体涉及一种基于视线方向攻击静止目标的分布式协同制导律
。

技术介绍

[0002]近年来，随着军事技术的快速发展，武器系统的防御能力在某种特定的任务中采用多弹协同攻击，即多枚导弹在同一时间抵达目标以达到最大毁伤效能
。
例如，要攻击具有强大防御能力的海上舰船，单发导弹很能突破其武器拦截系统，严重影响攻击导弹形成有效打击的成功率和可靠性
。
因此，要想有效提升攻击导弹突破反导防御系统的成功率，以弹群为单位，在同一时刻攻击目标可以大幅提升导弹的打击效率
。
[0003]根据现有文献研究，实现多弹协同打击主要有两种实现方式：一是无网络交互方式
(
例如文献：
Dhananjay N
，
Ghose D.Accurate Time
‑
to
‑
Go Estimation for Proportional Navigation Guidance[J].Journal of Guidance
，
Control
，
and Dynamics
，
2014
，
37(4):1378
－
1383.)
，该方式是在导弹发射前设置指定相同到达时间，每枚导弹按任务设置自身制导律
。
在制导过程中，导弹之间无信息交联，属于开环控制
。
这类方法不需要考虑导弹之间的通信网络，简单易实现，成本代价也较低
。
然而，此类方法需要预先设置打击时间，就对初始条件较为严格，换言之，倘若目标状态信息精确度不足将对打击效果产生较大影响
。
此外，如果其中部分导弹在飞行过程中过程碰到扰动，也将无法做到同时到达，鲁棒性明显不足
。
[0004]二是在导弹之间建立网络交互，该方式最大特征就是弹群在飞行过程中可实时交互信息，以实现一致性打击
。
此类方法可以说是充分利用集群控制的优势
(Zhou J,Yang J.Guidance Law Design for Impact Time Attack Against Moving Targets[J].IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,2018:1
‑
1.DOI:10.1109/TAES.2018.2824679.)
，在飞行过程中各枚导弹会根据邻接导弹信息调整自身飞行状态
。
即使目标状态发生变化或是部分导弹受到扰动影响，可以及时通过网络交互获取弹群其他导弹飞行状态信息以作出适时调整
。
[0005]结合以上情况要实现对重要目标形成有效打击，采取多弹网络交互协同的方式是一种可靠的方法
。
多弹协同攻击的核心在于各枚导弹在飞行过程中对运动状态的实时调整，使得导弹实时剩余时间在到达前趋于一致
。
因此在发射点到终点的有限时间内，需要设计协同制导律，保证弹群在过程中调节状态，与弹群同步，确保剩余飞行时间的一致性
。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出了一种基于视线方向攻击静止目标的分布式协同制导律，以便精确控制多枚导弹对目标形成同时攻击
。
[0007]实现本专利技术的技术解决方案为：一种基于视线方向攻击静止目标的分布式协同制导律，步骤如下：
[0008]步骤
1、
当
n
枚导弹组成的弹群同时攻击一个静止目标时，第
i
枚导弹上传感器探测到目标的距离
r
i
、
自身运动速度
V
i
、
导弹飞行速度方向与弹目视线方向夹角
φ
i
，转入步骤
2。
[0009]步骤
2、
根据
r
i
、V
i
、
φ
i
，获得第
i
枚导弹预估剩余飞行时间进而得到
n
枚导弹的预估剩余飞行时间转入步骤
3。
[0010]步骤
3、
将1号导弹作为领弹，其余各导弹将各自的预估剩余飞行时间发送到1号导弹，由1号导弹计算弹群的平均剩余时间并共享至其他各导弹；计算各弹预估剩余飞行时间与弹群平均剩余时间的偏差为
ε
i
(t)
，并判断
t
时刻的
ε
i
(t)
的正负号；若
ε
i
(t)
等于0，意味着该枚导弹已经与弹群达成一致性；若
ε
i
(t)
不等于0，转入步骤
4。
[0011]步骤
4、
将不等于0的偏差
ε
i
(t)
输入到制导律中，获得第
i
枚导弹控制输入
a
r,i
，转入步骤
5。
[0012]步骤
5、
建立单枚导弹的动力学模型，根据第
i
枚导弹控制输入
a
r,i
，由单枚导弹动力学模型获得
t+1
时刻的
r
i
、V
i
、
φ
i
，返回步骤
2。
[0013]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
[0014](1)
在设计制导律时控制弹目视线方向加速度输入，直接对弹目相对速度进行调整，大大提升了协同制导效率
。
[0015](2)
设计时不依赖导弹初始状态信息，且具有连续性，不存在奇异性和抖振的问题，飞行时抗扰动性能较好，鲁棒性强
。
[0016](3)
制导律结构简单，算法上易于实现
。
附图说明
[0017]图1是本专利技术多导弹同时攻击静目标的平面示意图
。
[0018]图2是本专利技术第
i
枚导弹动力学平面示意图，图中，
λ
i
表示弹目视线与水平线夹角，又称为视线角
。
[0019]图3是本专利技术弹间网络示意图
。
[0020]图4是本专利技术的基于视线方向攻击静止目标的分布式协同制导律流程图
。
具体实施方式
[0021]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
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于视线方向攻击静止目标的分布式协同制导律，其特征在于，步骤如下：步骤
1、
当
n
枚导弹组成的弹群同时攻击一个静止目标时，第
i
枚导弹上传感器探测到目标的距离
r
i
、
自身运动速度
V
i
、
导弹飞行速度方向与弹目视线方向夹角
φ
i
，转入步骤2；步骤
2、
根据
r
i
、V
i
、
φ
i
，获得第
i
枚导弹预估剩余飞行时间进而得到
n
枚导弹的预估剩余飞行时间转入步骤3；步骤
3、
将1号导弹作为领弹，其余各导弹将各自的预估剩余飞行时间发送到1号导弹，由1号导弹计算弹群的平均剩余时间并共享至其他各导弹；计算各弹预估剩余飞行时间与弹群平均剩余时间的偏差为
ε
i
(t)
，并判断
t
时刻的
ε
i
(t)
的正负号；若
ε
i
(t)
等于0，意味着该枚导弹已经与弹群达成一致性；若
ε
i
(t)
不等于0，转入步骤4；步骤
4、
将不等于0的偏差
ε
i
(t)
输入到制导律中，获得第
i
枚导弹控制输入
a
r,i
，转入步骤5；步骤
5、
建立单枚导弹的动力学模型，根据第
i
枚导弹控制输入
a
r,i
，由单枚导弹动力学模型获得
t+1
时刻的
r
i
、V
i
、
φ
i
，返回步骤
2。2.
根据权利要求1所述的基于视线方向攻击静止目标的分布式协同制导律，其特征在于，步骤2中，根据
r
i
、V
i
、
φ
i
，获得第
i
枚导弹预估剩余飞行时间具体如下：根据
r
i
、V
i
、
φ
i
，获得第
i
枚导弹预估剩余飞行时间枚导弹预估剩余飞行时间其中，
V
r,i
为第
i
枚导弹速度在视线方向的分量，表示为
V
i cos
φ
i
。3.
根据权利要求1所述的基于视线方向攻击静止目标的分布式协同制导律，其特征在于，步骤3中，各枚导弹将各自预估剩余时间发送到1号导弹，由1号导弹计算弹群的平均剩余时间并共享至其他各个导弹，具体如下：利用弹间网络向1号导弹发送信息，1号导弹与其他导弹具有通讯关系，形成通讯网络；
4.
根据权利要求3所述的基于视线方向攻击...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，李健，于航，李豪杰，张合，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：