[发明专利]一种采用非线性比例与积分型补偿预估器的前置导引方法

说明书

本发明是关于一种采用非线性比例与积分型补偿预估器的前置导引方法，属于飞行器制导与控制领域。首先，采用导引头对飞行器与目标的视线角与视线角速率进行测量，并根据前置条件求取前置角，通过陀螺仪测量偏航角，通过比较得到偏航角偏差信号与前置偏差信号。其次，根据视线角速率信号、角度误差信号、距离误差信号，构建系统不确定性的积分型补偿预估观测器，得到不确定性观测信号。最后综合上述补偿观测信号、角度误差信号、位置误差信号等组成导引综合信息，输送给姿态稳定系统，解算出偏航舵偏信号，控制飞行器精确命中目标。该方法的优点是能够综合考虑角度与位置误差信号，对导引系统的不确定性进行预估并补偿提高导引精度。

技术领域

本发明属于无人飞行器制导与控制领域，尤其涉及一种采用非线性比例与积分型补偿预估器的前置导引方法。

背景技术

目前传统的导引方法，包含比例导引、前置导引等等，往往是单独的角度信号或者距离偏差信号进行比例积分限幅等处理。上述方法在早期具有算法简单，参数调试方便，测量元器件经济，计算机解算速度快的优点。但随着计算机技术的发展，飞行器上控制系统的计算能力早已突破传统的限制。同时随着测量技术的发展，测量元器件越来越便宜，而且越来越小型化，因此目前飞行器导引朝着多元器件综合测量，综合导引的趋势发展。

基于以上原因，本发明提出了一类综合角度测量信息，如偏航偏差角、前置偏差角，以及距离误差信息，还有视线角速率信息等，组成的综合型前置导引方法。同时，考虑导引与控制系统的不可避免的不确定性，构造了一类新型的复合非线性积分型预估观测器，通过观测器的观测值来估计系统不确定性，从而对导引信号进行补偿，提高了导引精度。最后案例实施，也表明了本发明具有很高的工程实用价值。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种采用非线性比例与积分型补偿预估器的前置导引方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的采用传统前置导引方法综合测量信息不足而导致的系统不确定性无法估计补偿的问题。

本发明提供了一种采用非线性比例与积分型补偿预估器的前置导引方法，包括以下步骤：

步骤S10，采用导引头设备，对飞行器与目标之间的视线角、视线角速率、侧向误差进行测量，同时在飞行器上安装姿态陀螺仪，测量飞行器的偏航角信号。

步骤S20，根据所述偏航角信号，根据侧向位移偏差条件提取前置角信号；根据所述的偏航角与前置角信号进行比较，得到前置偏差信号；根据所述的偏航角信号与视线角信号进行比较，得到偏航偏差信号。

步骤S30，根据所述前置偏差信号、偏航角偏差信号、侧向位移偏差信号，视线角信号，视线角速率信号，进行线性叠加，组成导引初级信号。

步骤S40，根据所述的前置偏差信号、偏航角偏差信号、侧向位移偏差信号，视线角信号，视线角速率信号，构建非线性比例积分型补偿预估观测器，得到系统不确定性观测信号。

步骤S50，将所述的系统不确定性观测信号，叠加于导引初级信号，得到最终的导引综合信号，并经过参数调试后，输送给飞行器偏航通道姿态稳定系统，从而解算出舵信号，控制飞行器精确命中航向目标。

在本发明的一种示例实施例中，根据所述偏航角信号，根据侧向位移偏差条件提取前置角信号，根据所述的偏航角与前置角信号进行比较，得到前置偏差信号，根据所述的偏航角信号与视线角信号进行比较，得到偏航偏差信号包括：

e₀＝ψ-ψ_a；

e₁＝ψ-q；