多飞行器能量最优协同围捕打击制导方法

本发明涉及多飞行器集群拦截高机动目标的制导，具体涉及一种能够实现多飞行器在满足相对视线角约束下对高机动目标的小过载比拦截的制导方法。

背景技术：

1、对于拦截高机动高价值目标，工程上通常会采用多飞行器协同拦截的方式以提升对目标的拦捕概率；为提高多飞行器对目标的识别拦截概率并降低末端需用过载，要求多飞行器在拦截末端同时满足飞行器间相对视线角约束和小过载比约束，然而现有的制导方法很难同时满足以上两点工程需求。

2、工程上常用方法是在制导过程开始前，预先分配好每架飞行器的末端拦截角度，然后采用单对单的角度约束制导律进行制导，该方法被称为隐式协同。隐式协同可以从一定程度上解决对低速目标的多向拦截问题，但对于大范围机动的空中目标，预先指定的角度约束可能无法满足战术需求，同时会造成不必要的能量消耗。

3、基于上述工程中的实际问题，本发明人对飞行器间相对视线角约束和小过载比约束做了深入研究，以期待设计出一种能够解决上述问题的新的多飞行器能量最优协同围捕打击制导方法。

技术实现思路

1、为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种多飞行器能量最优协同围捕打击制导方法，该方法为实现对机动目标的协同拦截，提出显式协同的策略，通过协调飞行器间相对视线角来实现对机动目标的拦截，其中，根据理想比例导引的物理特性预测每架飞行器的末端视线角，并根据预测的视线角对飞行器进行排序；然后计算相邻飞行器末端视线角差值，构造差值状态矢量,并设计最优控制律使预测所得的相对视线角误差矢量收敛至期望差值，从而使多个飞行器在小过载比拦截机动目标的同时满足相对视线角约束，从而完成本发明。

2、具体来说，本发明的目的在于提供一种多飞行器能量最优协同围捕打击制导方法，该方法中：

3、发射多个飞行器构成集群拦截目标，集群中每个飞行器各自独立地捕获目标，进而实时向外发送交互信息，每个飞行器上都实时接收交互信息，并据此获得需用过载，再基于所述需用过载控制舵机打舵工作，改变飞行器的运动轨迹，最终控制集群中飞行器以期望视线角差值命中目标。

4、本发明所具有的有益效果包括：

5、(1)根据本发明提供的多飞行器能量最优协同围捕打击制导方法对飞行器集群进行制导控制，使得多个飞行器在小过载比拦截机动目标的同时满足相对视线角约束；

6、(2)根据本发明提供的多飞行器能量最优协同围捕打击制导方法，每个飞行器上都在能耗最低的情况下实现对目标的拦截，并且各个飞行器的末端视线角各不相同，基于预定差值的末端视线角来命中目标。

技术特征：

1.一种多飞行器能量最优协同围捕打击制导方法，其特征在于，该方法中：

2.根据权利要求1所述的多飞行器能量最优协同围捕打击制导方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的多飞行器能量最优协同围捕打击制导方法，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的多飞行器能量最优协同围捕打击制导方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的多飞行器能量最优协同围捕打击制导方法，其特征在于，所述q通过下式(五)获得：

6.根据权利要求4所述的多飞行器能量最优协同围捕打击制导方法，其特征在于，其特征在于，

7.根据权利要求4所述的多飞行器能量最优协同围捕打击制导方法，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的多飞行器能量最优协同围捕打击制导方法，其特征在于，

技术总结本发明公开了多飞行器能量最优协同围捕打击制导方法，该方法为实现对机动目标的协同拦截，提出显式协同的策略，通过协调飞行器间相对视线角来实现对机动目标的拦截，其中，根据理想比例导引的物理特性预测每架飞行器的末端视线角，并根据预测的视线角对飞行器进行排序；然后计算相邻飞行器末端视线角差值，构造差值状态矢量,并设计最优控制律使预测所得的相对视线角误差矢量收敛至期望差值，从而使多个飞行器在小过载比拦截机动目标的同时满足相对视线角约束。技术研发人员：李虹言,陶宏,王江,何绍溟,朱少波,林德福,侯淼,王鹏,王磊,徐超受保护的技术使用者：北京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/26