【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及飞行器制导，特别是涉及一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法、装置、介质及产品。
技术介绍
1、在高超音速滑翔飞行器(hgv)控制领域中，禁飞区规避是轨迹规划层在已知决策路径的前提下，采用轨迹解析设计方法实时生成轨迹，包括轨迹解析预测、多阶段轨迹参数化求解和跟踪制导。禁飞区规避时hgv横向机动大，动力学具有大攻角、大倾侧角的气动特性，使得横纵向运动强耦合且非线性度高，在跟踪制导阶段传统航天飞机的控制量分配方法在航天飞机的控制策略中，攻角剖面是固定的，飞行器仅靠倾侧角实现横向与纵向的控制，通过倾侧角符号反转调正飞行器的航向偏差。这种控制策略对于hgv突防有一定局限性：一方面，在倾侧角反转时存在突变，造成较大的倾侧角变化率，执行机构难以执行，无法稳定跟踪期望的飞行剖面；另一方面，指定攻角剖面降低了轨迹控制的自由度，无法规划飞行器横向机动能力。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法、装置、介质及产品，能够提高飞行器制导精度。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法，包括：
4、获取制导周期数、实时终端速度、禁飞区规避的运动方程和实时轨迹规划的解析解；所述实时轨迹规划参数是上层路径决策根据禁飞区信息和飞行器的状态，将解析轨迹规划最优控制问题转化为多阶段剖面参数规划问题并求解后得到的；
5、
6、获取飞行器的实时运动状态数据；
7、根据所述实时运动状态数据和所述标称剖面确定控制指令；所述控制指令包括横向升力加速度和纵向升力加速度；
8、根据剖面跟踪制导律分配控制指令，得到制导指令；所述制导指令包括攻角和倾侧角；
9、基于解析解校正标称剖面，并返回步骤“获取飞行器的实时运动状态数据”直至标称剖面的校正次数等于制导周期数；
10、获取实时终端速度；
11、判断实时终端速度和飞行器制导速度是否相等，得到判断结果；
12、若所述判断结果为否，则将所述制导指令输入到运动方程并积分，得到飞行器的制导运动状态数据；
13、将所述制导运动状态数据作为实时运动状态数据，并返回步骤“根据所述实时运动状态数据和所述标称剖面确定控制指令”；
14、若所述判断结果为是，则结束制导过程。
15、可选的，所述攻角为：
16、其中，αd为攻角，α为可行攻角，αmin为可行攻角的下界，αmax为可行攻角的上界，l为飞行器升力加速度，lpro为总升力加速度，l1pro为纵向升力加速度，l2pro为横向升力加速度；
17、所述倾侧角为：σd＝arctan2(l2pro,l1pro)；
18、所述剖面跟踪制导律为：
19、
20、其中，d为实际阻力加速度，dd为阻力加速度指令，f1为第一反馈增益系数，f2为第二反馈增益系数，为对应的参考高度变化率，l1/dpro为阻力加速度剖面；l1/dd为升力加速度剖面，为高度变化率。
21、可选的，所述基于解析解校正标称剖面，包括：
22、确定阻力加速度剖面的剖面参数为第一剖面参数；
23、确定升力加速度剖面的剖面参数为第二剖面参数；
24、将速度解析预测公式在第一剖面参数处进行一阶泰勒展开，得到第一泰勒方程；
25、将横程解析预测公式在第二剖面参数进行一阶泰勒展开，得到第二泰勒方程；
26、基于所述第一泰勒方程和所述第二泰勒方程进行联立，确定解析解；
27、根据解析解的一阶导数近似量校正第一剖面参数，得到校正后的第一剖面参数；
28、根据校正后的第一剖面参数确定校正后的阻力加速度剖面；
29、根据解析解的一阶导数近似量校正第二剖面参数，得到校正后的第二剖面参数；
30、根据校正后的第二剖面参数确定校正后的升力加速度剖面。
31、可选的，一阶泰勒展开式为：
32、
33、其中，vf为飞行器期望的终端速度，vh(xd0,xdf)为速度解析表达式，k10为校正前l1/d剖面参数；δk10为l1/d剖面参数校正量；xcf，i为终端横程第i个路径点，xch(xd,i-1,xd,i)为横程解析表达式，k21，i为校正前l2剖面第一剖面参数；δk21，i为l2第一剖面剖面参数校正量；k20，i为校正前l2剖面第二剖面参数；δk20，i为校正后l2剖面第二剖面参数；
34、校正后的剖面参数为：
35、
36、其中，k10'为校正后l1/d剖面参数；k21，i'为校正后l2剖面第一剖面参数；k20，i'为校正后l2剖面第二剖面参数。
37、一种计算机装置，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现所述的一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法。
38、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法。
39、一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法。
40、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
41、本专利技术提供的一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法、装置、介质及产品，根据实时轨迹规划参数确定标称剖面；根据实时运动状态数据和标称剖面确定控制指令；根据剖面跟踪制导律分配控制指令，得到制导指令；根据实时轨迹规划参数校正标称剖面，能够在满足规划剖面的基础上考虑再入滑翔的过程约束和制导误差。不同于传统航天飞机的解析制导律，本专利技术放开了常值攻角或攻角剖面的限制，从而有更高的自由度跟踪纵向和横向两个剖面，在规避多个禁飞区的同时管理飞行器的机动能力，实现高效飞行。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法，其特征在于，所述攻角为：
3.根据权利要求2所述的一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法，其特征在于，所述基于解析解校正标称剖面，包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法，其特征在于，一阶泰勒展开式为：
5.一种计算机装置，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-4中任一项所述的一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4中任一项所述的一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法。
7.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4中
...【技术特征摘要】
1.一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法，其特征在于，所述攻角为：
3.根据权利要求2所述的一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法，其特征在于，所述基于解析解校正标称剖面，包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于飞行器轨迹解析解的横向-纵向耦合参数化制导方法，其特征在于，一阶泰勒展开式为：
5.一种计算机装置，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。