專利名稱:一種多枚導彈協同作戰(zhàn)的控制方法
一種多枚導彈協同作戰(zhàn)的控制方法技術領域：
[0001]本發(fā)明涉及一種控制多枚導彈協同作戰(zhàn)時實現飛行位置、攻擊時間、攻擊角度和攻擊速度協同的方法，屬于制導技術領域：
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背景技術：
[0002]隨著科學技術的發(fā)展，現代戰(zhàn)場上的主要武器不再是常規(guī)的槍炮，而是多平臺、協同作戰(zhàn)的各類精確制導武器。多導彈協同作戰(zhàn)克服了傳統(tǒng)單枚導彈作戰(zhàn)難以滿足現代戰(zhàn)爭多體系、多系統(tǒng)對抗作戰(zhàn)要求的弊端，是未來導彈的發(fā)展方、向之一。[0003]在多導彈協同作戰(zhàn)的過程中，位置協同可以增強其突防能力，而以理想的攻擊速度從不同角度同時命中目標則可以大大增強其對目標的打擊能力。從目前已公開的相關文獻來看，對導彈的攻擊角度進行約束的制導控制方法較多，對導彈的攻擊時間進行約束、對攻擊角度和攻擊時間同時進行約束的制導控制方法比較少?，F有技術[I](參見 Jung B, Kim Y.Guidance law for ant1-ship missiles using impact angle and impact time. AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference and Exhibit. USA:Colorado, 2006:1-13)、現有技術[2](參見 LeeJ I,Jeon I S, Tahk M J. Guidance law to control impact time and angle.1EEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2007，43 (I) : 301-310)和現有技術[3](參見 Nathan H, Balakrishnan S N.1mpact time and angle guidance with sliding mode control. AIAA Guidance, Navigation,and Control Conference. USA:Chicago, 2009:1-22)分別基于比例導引律、最優(yōu)控制理論和滑膜控制理論提出了可同時控制多枚導彈攻擊角度和攻擊時間的制導方法。但同時考慮多彈位置、攻擊角度、攻擊時間和攻擊速度協同的控制方法目前還未見到。
發(fā)明內容
[0004]本發(fā)明的目的是為了解決多導彈協同作戰(zhàn)時同時增強突防能力和對目標的打擊能力的問題。提出一種能夠控制導彈實現飛行位置、攻擊時間、攻擊角度和攻擊速度協同的方法。[0005]實現本發(fā)明的技術方案如下[0006]一種多枚導彈協同作戰(zhàn)的控制方法，[0007]步驟一、從多枚導彈中選取一枚作為領彈，并將剩余的導彈定義為從彈；為領彈和從彈指定一虛擬導引點，在圓弧坐標系中，設計各導引點的運動軌跡；[0008]該步驟的具體過程為[0009]步驟101、從多枚導彈中選取一枚作為領彈，設定領彈的初始位置為 K(XMn，，zMh N理想攻擊速度為、領彈末端攻擊目標時的彈道傾角和彈道偏角分別為 Ou^Wrv 3[0010]步驟102、建立圓弧坐標系TX1Y1Z1，原點在目標T點，TX1軸與初始彈目線TMtl重合， 指向Mtl為正，TZ1軸垂直于初始彈目線TMtl與領彈末端速度矢量構成的平面，指向外為正，TY1軸垂直于TX1軸和TZ1軸；[0011]步驟103、為領彈指定一虛擬導引點，該導引點初始坐標為(xeie，o,o)，導引點的終點為目標T所在位置；同時令導引點按照速率I 二 G在TX1Y1平面內運動，其運動的軌跡為圓弧線；[0012]步驟104、設導引點的初始速度矢量與TX1軸的夾角為，任一時刻導引點速度矢量與TX1軸的夾角為％，此時有[0013]
權利要求
1.一種多枚導彈協同作戰(zhàn)的控制方法，其特征在于，具體步驟為 步驟一、從多枚導彈中選取一枚作為領彈，并將剩余的導彈定義為從彈；為領彈和從彈指定一虛擬導弓I點，在圓弧坐標系中，設計各導弓I點的運動軌跡； 步驟二、確定導引點的運動規(guī)律； 步驟三、建立導彈和導引點相對運動模型； 步驟四、根據多導彈協同作戰(zhàn)時對位置、攻擊角度、攻擊時間和攻擊速度的協同要求，設計導彈與虛擬點之間的相對距離Xp yr和/ ； 步驟五、基于相對動力學理論設計跟蹤控制器，使導彈以設計的所述相對距離跟蹤虛擬點飛行，從而實現協同作戰(zhàn)。
2.根據權利要求
I所示的控制方法，其特征在于，所述步驟一的具體過程為 步驟101、從多枚導彈中選取一枚作為領彈，設定領彈的初始位置為M0(^-Ma，ζ/0，ΖΜ(ι .、理想攻擊速度為、領彈末端攻擊目標時的彈道傾角和彈道偏角分別為C和^ ； 步驟102、建立圓弧坐標系TX1Y1Z1,原點在目標T點，TX1軸與初始彈目線TMtl重合，指向Mtl為正，TZ1軸垂直于初始彈目線TM0與領彈末端速度矢量構成的平面，指向外為正，TY1軸垂直于TX1軸和TZ1軸； 步驟103、為領彈指定一虛擬導引點，該導引點初始坐標為(IC1 ，0，0)，導引點的終點為目標T所在位置；同時設定導引點按照速率^ = 在TX1Y1平面內運動，其運動的軌跡為圓弧線； 步驟104、設導引點的初始速度矢量與TX1軸的夾角為，任一時刻導引點速度矢量與TX1軸的夾角為爐M此時有
3.根據權利要求
1所示的控制方法，其特征在于，所述步驟二的具體過程為 該運動規(guī)律表示為
4.根據權利要求
1所示的控制方法，其特征在于，所述步驟三的具體過程為 步驟201、在地面坐標系中，建立導彈的運動學方程為
5.根據權利要求
I所示的控制方法，其特征在于，所述步驟四的具體過程為 步驟301、將導彈的飛行狀態(tài)分成三個階段，分別為協同飛行階段、過渡飛行階段及末段攻擊階段； 步驟302、設計導彈協同飛行時，導彈與虛擬點之間相對距離yr和； 該步驟的具體過程為 設領彈距目標的距離為r。，令從彈的彈目距離等于領彈的彈目距離r。，即
將式(13)代入式(14)，并假設xr = yr = zr = u,令
專利摘要
本發(fā)明提供一種控制多枚導彈協同作戰(zhàn)的方法，其可準確控制多枚導彈的位置、攻擊時間、攻擊角度和攻擊速度；該方法為從多枚導彈中選取一枚作為領彈，并將剩余的導彈定義為從彈；為領彈和從彈指定一虛擬導引點，設計各導引點的運動軌跡；在圓弧坐標系中，確定導引點的運動規(guī)律；建立導彈和導引點相對運動模型；根據多導彈協同作戰(zhàn)時對位置、攻擊角度、攻擊時間和攻擊速度的協同要求，設計導彈與虛擬點之間的相對距離xr、yr和zr；基于相對動力學理論設計跟蹤控制器，使導彈以設計的所述相對距離跟蹤虛擬點飛行，從而實現協同作戰(zhàn)。具有應用方便、使用靈活的特點，具有廣闊的軍事應用前景。
文檔編號F42B15/01GKCN102980449SQ201210572632
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月25日
發(fā)明者王曉芳, 鄭藝裕, 林海 申請人:北京理工大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan