[发明专利]一种针对高速机动目标的高动态补偿制导控制系统

说明书

本发明属于飞行器制导控制技术领域，公开了一种针对高速机动目标的高动态补偿制导控制系统，针对高速机动目标的高动态补偿制导控制系统包括：数据采集模块、数据获取模块、数据处理模块、中央控制模块、速度计算模块、修正模块、控制参数确定模块、指令生成模块、补偿制导控制模块以及显示模块。本发明通过雷达进行相应的数据与信息的获取，并对雷达的模拟回波信号进行采样、处理，通过修正模块结合基于卫星的高速机动目标的加速度信息得到高速机动目标的数据、姿态、加速度的修正系数用以补偿高动态飞行器的制导控制指令，改善了飞行器的跟踪性能，显著提高速飞行器的制导控制系统整体性能。

技术领域

本发明属于飞行器制导控制技术领域，尤其涉及一种针对高速机动目标的高动态补偿制导控制系统。

背景技术

目前：飞行器采用高升阻比外形，可实现远距离自主航行。由于其高飞行马赫数，具有许多突出能力，主要包括快速反应能力、极强突防能力、高效摧毁能力、大机动作战能力等，受到世界各主要国家的高度重视，在军事上具有广泛的应用价值及前景。在俯冲段，高速飞行器具有马赫数变化范围大和过载大等特点，飞行器状态会发生剧烈的变化，质心运动和绕质心运动均呈现出快时变、非线性、强耦合和不确定性等特点。传统的飞行器制导控制系统是基于奇异摄动理论对制导子系统和控制子系统进行分离设计，然后将它们整合在一起，并分别验证控制子系统和制导子系统的性能。而高速飞行器一体化制导控制设计，是指将高速飞行器的制导子系统和控制子系统作为一个整体来进行设计，通过高速飞行器与目标的相对运动信息直接产生舵偏角指令。

现有技术中高动态飞行器的制导系统多采用比例导引制导律或过重补偿比例导引制导律，对高动态飞行器的制导控制指令不进行补偿或者进行固定补偿，难以达到对高速机动目标运动信息的实时预测，导致飞行器的跟踪性能、适应目标机动的能力以及跟踪精度均较差，严重制约了高动态飞行器的发展。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的飞行器难以对高速机动目标运动信息的实时预测，性能不佳。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种针对高速机动目标的高动态补偿制导控制系统。

本发明是这样实现的，一种针对高速机动目标的高动态补偿制导控制系统，所述针对高速机动目标的高动态补偿制导控制系统包括：

数据采集模块，与中央控制模块连接，用于利用雷达采集高速机动目标的运行图像以及相应信号数据；

数据获取模块，与中央控制模块连接，用于利用卫星接收系统采集的高速机动目标的加速度信息，得到基于卫星的高速机动目标的加速度信息；在数据获取过程中，需要对运动目标进行检测，检测过程为：

对图像进行分成单帧图像，并初始化每个像素点的背景模型；同时对后续的图像序列进行前景目标分割操作，对背景模型进行更新；

数据处理模块，与中央控制模块连接，用于对雷达采集高速机动目标的图像以及信号数据进行处理得到高速机动目标的位置信息、姿态信息以及图像；数据处理模块包括：信号采样转换单元，用于对雷达的模拟回波信号进行采样，将采样信号转换成数字信号；

图像处理单元，用于对雷达采集的高速机动目标图像数据进行处理；定位单元，用于得到的数字信号进行相参积累、信号检测、角度误差提取处理，得到高速机动目标位置数据；

所述数据处理模块对雷达采集高速机动目标的图像进行处理包括：对采集高速机动目标的图像进行去噪；

所述对采集高速机动目标的图像进行去噪包括：

偏微分方程图像降噪的混合模型采用加权方法，通过权衡PM和TV模型得到能量函数，通过最小化能量函数降低噪声，能量泛函的表达式为：