【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精确制导，具体涉及一种惯性坐标系zem制导指令的等价最优性分析方法。
技术介绍
1、闭环制导系统的解析解或闭合解对研究制导系统的固有特性、控制量需求、制导算法改进等十分重要，也是精确制导领域面临的难点理论问题。即使对传统的比例导引（pnproportional navigation）、增广比例导引（apn augmented pn）、纯比例导引ppn（purepn）、真比例导引tpn（true pn），基于zem（zero missdistance）误差的制导等，目前也仅仅知道闭环系统的稳定性和特殊情况下的解析解，一般情况仍然只能得到某种意义的近似解。
2、实际上，解决传统制导的解析解问题必须首先建立平行接近制导的理论问题，因为平行接近制导相关概念和理论对准确描述制导系统状态有十分重要的指导作用。平行接近制导面临的主要困难在于缺乏基本的理论基础。
3、n a shneydor在1998年出版的《missileguidance and pursuit: kinematics,dynamics and control》一书虽然研究了平行接近法制导问题（见第四章“chapter4.parallel navigation”），但并没有给出制导算法。西北工业大学杨军教授在其著作《现代防空导弹制导控制技术》中指出平行接近法在实际应用上比较困难，真正实现平行接近法的实例还很少见（见p50-p51）。印度理工学院（indian institute of science）宇航工程系（department of
4、借助平行接近制导相关理论研究比例导引、增广比例导引、纯比例导引、真比例导引、zem制导问题等，解决闭环系统状态的解析求解问题对精确制导技术具有重要意义。
5、制导的最优性分析内容包括制导的控制方向和控制幅度。控制方向对不同的制导方法是不同的，其最优性取决于评价指标，但总存在合理的适应大多数制导的最优方向，如适合机动目标拦截、适合制导误差快速收敛的方向等。控制幅度与控制能耗有等价性，但控制量中的有用作用成分才是有效控制，其它部分属于无效控制。制导指令等价性分析就是对制导指令按有效控制和无效控制进行划分然后分析的方法。
6、因此，本专利技术研发出一种惯性坐标系zem制导指令的等价最优性分析方法，特别是涉及zem制导指令矢量按照基准方向评价的等价最优性分析方法，对完善zem制导理论，zem制导系统性能分析和zem制导实际应用具有重要意义。
技术实现思路
1、专利技术目的：为了克服以上不足，本专利技术的目的是提供一种惯性坐标系zem制导指令的等价最优性分析方法，首先确定最优方向基准矢量，给出最优方向矢量的数学表达式；最优基准方向选择为理想比例导引的控制方向，它也是平行接近失调误差控制的方向，能够准确衡量zem制导的有效控制成分和无效控制作用；对zem误差矢量按照平行和垂直最优方向进行分解，得到结果后给出制导指令分解结果，并且建立了有效成分的等价关系和无效作用的等价关系；对完善zem制导理论，zem制导系统性能分析和zem制导实际应用具有重要意义。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种惯性坐标系zem制导指令的等价最优性分析方法，包括如下步骤：
4、首先，惯性坐标系zem制导指令的等价最优性分析方法的先决条件为：
5、条件一：本专利技术所有的计算方法均建立在惯性直角坐标系；所述惯性直角坐标系也可简称为惯性坐标系，并且坐标系体轴的方向可根据实际需要自由选择；拦截器和目标的绝对位置、绝对速度矢量和绝对加速度矢量等均在所述惯性直角坐标系进行度量；
6、条件二：本专利技术根据惯性直角坐标系下拦截器和目标的绝对位置矢量、绝对速度矢量及绝对加速度矢量来定义两者的相对位置矢量、相对速度矢量和相对加速度矢量；其中，拦截器与目标间的相对位置矢量、相对速度矢量和相对加速度矢量计算方法为：相对位置矢量是目标的绝对位置矢量减去拦截器的绝对位置矢量，相对速度矢量是目标的绝对速度矢量减去拦截器的绝对速度矢量，相对加速度矢量是目标的绝对加速度矢量减去拦截器的绝对加速度矢量；相对位置、相对速度和相对加速度属于瞬时物理量；本专利技术的视线指拦截器到目标的连线，视线与拦截器与目标的相对位置矢量方向一致；视线在惯性空间的转动速度称为视线角速度；
7、条件三： zem制导是以zem误差（（一种预测的相对位置误差）进行制导指令形成的制导方法，也可以按照线性化拦截系统模型基于最优控制原理得到，可归类为二次性能最优制导律，即指标函数为脱靶量和控制平方积分最小；本专利技术所提的修正zem制导是一种为提高闭环系统收敛性、在zem误差引入估计的相对速度校正因素而形成的一种新的zem计算方法；
8、条件四：本专利技术中平行接近法、平行接近法制导或者平行接近制导具有相同的意义；在制导过程中，能够使视线角速度快速归零并始终维持为零的制导方法称为平行接近制导；本专利技术称平行接近制导的误差为制导失调角；视线角速度不为零的状态称为制导失调，制导失调采用一种误差角度量，称为平行接近法制导失调角或者制导失调角；
9、步骤一：坐标系定义、变量表示和相对运动计算；
10、步骤二：zem制导基本特性；
11、步骤三：平行接近与制导失调；
12、步骤四：zem制导等价最优性定义和评价标准；
13、步骤五：zem制导控制方向的分解方法；
14、步骤六：zem制导等价本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种惯性坐标系ZEM制导指令的等价最优性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种惯性坐标系ZEM制导指令的等价最优性分析方法，其特征在于，惯性坐标系ZEM制导指令的等价最优性分析方法的先决条件为：
3.根据权利要求2所述的一种惯性坐标系ZEM制导指令的等价最优性分析方法，其特征在于，所述步骤一，给出了惯性直角坐标系的定义、变量表示和相对运动的计算方法，具体包括如下内容：
4.根据权利要求3所述的一种惯性坐标系ZEM制导指令的等价最优性分析方法，其特征在于，所述步骤三，给出了平行接近时的拦截系统运动学平衡条件，具体包括如下内容：
5.根据权利要求4所述的一种惯性坐标系ZEM制导指令的等价最优性分析方法，其特征在于，所述步骤四，给出了 ZEM 制导等价最优性定义和评价标准，具体包括如下内容：
6.根据权利要求5所述的一种惯性坐标系ZEM制导指令的等价最优性分析方法，其特征在于，所述步骤五，给出了 ZEM 制导控制方向的分解方法，具体包括如下内容：
7.根据权利要求61所述的一种惯性坐
8.根据权利要求7所述的一种惯性坐标系ZEM制导指令的等价最优性分析方法，其特征在于，所述步骤七，给出了关于 ZEM 制导的无效控制量和剩余飞行时间的最优估计关系，具体包括如下内容：
9.根据权利要求8所述的一种惯性坐标系ZEM制导指令的等价最优性分析方法，其特征在于，所述步骤八，给出了常规剩余飞行时间估计时 ZEM 制导的无效控制量，具体包括如下内容：
10.根据权利要求9所述的一种惯性坐标系ZEM制导指令的等价最优性分析方法，其特征在于，所述步骤九，给出了 ZEM 制导的等价最优性，具体包括如下内容：
...【技术特征摘要】
1.一种惯性坐标系zem制导指令的等价最优性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种惯性坐标系zem制导指令的等价最优性分析方法，其特征在于，惯性坐标系zem制导指令的等价最优性分析方法的先决条件为：
3.根据权利要求2所述的一种惯性坐标系zem制导指令的等价最优性分析方法，其特征在于，所述步骤一，给出了惯性直角坐标系的定义、变量表示和相对运动的计算方法，具体包括如下内容：
4.根据权利要求3所述的一种惯性坐标系zem制导指令的等价最优性分析方法，其特征在于，所述步骤三，给出了平行接近时的拦截系统运动学平衡条件，具体包括如下内容：
5.根据权利要求4所述的一种惯性坐标系zem制导指令的等价最优性分析方法，其特征在于，所述步骤四，给出了 zem 制导等价最优性定义和评价标准，具体包括如下内容：
6.根据权利要求5所述的一种惯性坐标系zem制...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯明善，袁源，贺亮，于洋，石敏，
申请(专利权)人：苏州星幕航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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