【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及远程制导弹药弹道设计领域，具体涉及一种基于虚拟点的姿态约束中末制导交接段弹道设计方法。
技术介绍
1、中末制导平稳交接是远程制导弹药弹道方案设计过程中必须面对的关键问题之一。为了保证中制导段和末制导段的平稳交接，工程上一般要求远程制导弹药在中末制导交接段完成中末段导引头交接和中末段弹道交接。其中，中末段导引头交接指的是在误差允许的范围内将远程制导弹药平稳、准确地导引至目标空域，保证远程制导弹药导引头可以成果截获目标进入末制导段；中末段弹道交接指的是远程制导弹药中末弹道平稳过渡。影响远程制导弹药中末制导平稳交接的因素有很多，如远程制导弹药弹道倾角、攻角、导引头视场角以及飞行过程姿态扰动运动等。以远程制导弹药弹道倾角为例，当中末制导交接段弹道倾角选择不合理时，轻则会使远程制导弹药在末制导段为实现大落角命中目标出现需用过载过大的情况，影响末制导性能，重则导致远程制导弹药导引头捕获目标失败，出现无法命中目标的情况。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于虚拟点的姿态约束中末制导交接段弹道设计方法，以保证远程制导弹药在中末制导交接段平稳过渡。
2、为了实现上述任务，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种基于虚拟点的姿态约束中末制导交接段弹道设计方法，包括：
4、远程制导弹药结束初始段后启控，进入中制导段；在中制导律导引下远程制导弹药经过虚拟点，进入中末制导交接段，在中末制导交接段滑翔飞行并稳定自身姿态，将导引头进入预捕获状态的时刻作
5、进一步地，所述捕获点在远程制导弹药发射坐标系中位置(lc,hc)的横、纵坐标分别满足：
6、
7、
8、其中，lt表示目标位置，参数ct取值范围为0.7～0.8，lcmax表示远程制导弹药对目标的最大捕获距离，θs表示导引头视场角，θd表示期望弹道倾角，αd为与θd匹配的攻角，表示远程制导弹药姿态角扰动的边界。
9、进一步地，所述虚拟点在远程制导弹药发射坐标系中位置(lb,hb)的横、纵坐标分别满足：
10、
11、
12、其中，vb表示远程制导弹药在中制导段末端速度，cb为不小于2的参数，ts为程制导弹药姿态角扰动的衰减时间。
13、进一步地，在所述中末制导交接段的弹道设计方案为：
14、a)明确远程制导弹药飞行过程中的气动参数、总体指标及扰动特性，依据远程制导弹药在飞行过程中的气动导数数据以及在常规飞行的运动状态，确定远程制导弹药姿态角扰动的边界以及在远程制导弹药在滑翔飞行过程中姿态角扰动的衰减时间ts；
15、b)依据远程制导弹药携带导引头的探测性能，确定远程制导弹药对目标的最大捕获距离lcmax，并依据远程制导弹药弹道方案的设计需求，确定参数ct；
16、c)依据远程制导弹药弹道方案的需求，确定远程制导弹药的期望弹道倾角θd，并求解对应的攻角αd，计算期望捕获点位置在远程制导弹药发射坐标系中的坐标(lc,hc)；
17、d)依据远程制导弹药姿态角扰动的衰减时间ts和参数cb，确定远程制导弹药在中末制导交接段的滑翔距离lbc＝vbtb，计算获得虚拟点位置在发射坐标系内的坐标(lb,hb)；
18、e)远程制导弹药结束初始段的时间作为中制导段的启控时间，在中制导律导引下，基于虚拟点的确定，实现远程制导弹药在中末制导段的平稳交接；所述中制导律由基于最优跟踪误差模型的零化脱靶量制导指令和零化弹道倾角与期望弹道倾角误差制导指令组成，其中零化脱靶量制导指令用以保证远程制导弹药准确经过虚拟点，零化弹道倾角与期望弹道倾角误差指令用以实现远程制导弹药中制导段远程制导弹药姿态约束。
19、进一步地，所述中制导律的制导指令表示为：
20、
21、其中，n为正常数，vm为远程制导弹药的飞行速度，为远程制导弹药与虚拟点的视线角的一阶导数，k为制导增益，tgo为远程制导弹药剩余飞行时间，εθ为弹道倾角与期望弹道倾角跟踪误差。
22、进一步地，所述中制导律的制导指令中远程制导弹药剩余飞行时间通过下式进行估计：
23、
24、其中，为远程制导弹药剩余飞行时间的估计值，r为虚拟点与远程制导弹药的相对距离，θλ为远程制导弹药的速度误差角。
25、一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序；处理器被计算机执行时，实现所述基于虚拟点的姿态约束中末制导交接段弹道设计方法。
26、一种计算机可读存储介质，所述介质中存储有计算机程序；计算机程序被处理器执行时，实现所述基于虚拟点的姿态约束中末制导交接段弹道设计方法。
27、与现有技术相比，本专利技术具有以下技术特点：
28、1.在根据本专利技术提供的考虑姿态约束的基于虚拟点的中末制导交接弹道设计方法中，考虑了远程制导弹药在中末制导交接段的弹道倾角、弹道倾角对应的攻角、滑翔飞行的姿态扰动边界及导引头视场角，从理论上保证远程制导弹药能准确捕获目标，并顺利进入末制导段。
29、2.在根据本专利技术提供的考虑姿态约束的基于虚拟点的中末制导交接弹道设计方法中，通过分析远程制导弹药在滑翔飞行过程中扰动运动的衰减时间，选取了虚拟点，从理论上保证了远程制导弹药在中末制导交接段的姿态稳定，有利于远程制导弹药捕获目标。
30、3.根据本专利技术提供的考虑姿态约束的基于虚拟点的中末制导交接弹道设计方法中，基于角度约束的最优中制导律可保证远程制导弹药以期望弹道倾角准确经过虚拟点，进入设计的中末制导交接弹道，实现中末制导平稳交接。
31、4.根据本专利技术提供的考虑姿态约束的基于虚拟点的中末制导交接弹道设计方法中，通过实时估计剩余飞行时间，保证了远程制导弹药中制导精度，降低了气动摄动对中制导段飞行过程的影响。
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1.一种基于虚拟点的姿态约束中末制导交接段弹道设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于虚拟点的姿态约束中末制导交接段弹道设计方法，其特征在于，所述捕获点在远程制导弹药发射坐标系中位置(LC,HC)的横、纵坐标分别满足：
3.根据权利要求1所述的基于虚拟点的姿态约束中末制导交接段弹道设计方法，其特征在于，所述虚拟点在远程制导弹药发射坐标系中位置(LB,HB)的横、纵坐标分别满足：
4.根据权利要求1所述的基于虚拟点的姿态约束中末制导交接段弹道设计方法，其特征在于，在所述中末制导交接段的弹道设计方案为：
5.根据权利要求1所述的基于虚拟点的姿态约束中末制导交接段弹道设计方法，其特征在于，所述中制导律的制导指令表示为：
6.根据权利要求1所述的基于虚拟点的姿态约束中末制导交接段弹道设计方法，其特征在于，所述中制导律的制导指令中远程制导弹药剩余飞行时间通过下式进行估计：
7.一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序；其特征在于，处理器被计算机执行时，实现根据权利要求1-6中
8.一种计算机可读存储介质，所述介质中存储有计算机程序；其特征在于，计算机程序被处理器执行时，实现根据权利要求1-6中任一项所述基于虚拟点的姿态约束中末制导交接段弹道设计方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟点的姿态约束中末制导交接段弹道设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于虚拟点的姿态约束中末制导交接段弹道设计方法，其特征在于，所述捕获点在远程制导弹药发射坐标系中位置(lc,hc)的横、纵坐标分别满足：
3.根据权利要求1所述的基于虚拟点的姿态约束中末制导交接段弹道设计方法，其特征在于，所述虚拟点在远程制导弹药发射坐标系中位置(lb,hb)的横、纵坐标分别满足：
4.根据权利要求1所述的基于虚拟点的姿态约束中末制导交接段弹道设计方法，其特征在于，在所述中末制导交接段的弹道设计方案为：
5.根据权利要求1所述的基于虚拟点的姿态约束中末制...
【专利技术属性】
技术研发人员：马乾才，刘明喜，牛智奇，许琛，郭永翔，苟秋雄，李延宁，赵小侠，王伟，牛冰，郑建强，巩祥瑞，潘迅，马颖超，王磊，邵宝川，成高，
申请(专利权)人：西安现代控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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