[发明专利]一种基于最优控制理论的飞行器落点落速管控方法

权利要求书

1.一种基于最优控制理论的飞行器落点落速管控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定当前时刻的飞行参数：根据导航器件输出得到当前飞行时间以及位置速度矢量；

S2、确定当前状态下的终端输出量：利用初始指令序列以及当前时刻的飞行参数，计算得到从当前时刻到飞行结束时刻过程中的所有状态参数；

S3、确定是否输出制导指令：判断终端输出量和期望输出量之间的模值是否满足预设的指标要求，若是，则输出制导指令，并结束流程，否则，进入步骤S4；

S4、确定飞行过程中所满足的状态方程及问题转化：根据当前飞行时间及位置速度矢量，得到时变系统的状态方程，并通过连续的状态方程构造两点边值问题；

S5、确定增广性能指标：根据全程控制量最小设定优化问题的性能指标，并结合两点边值问题中的等式约束条件，引入拉格朗日乘子将等式约束条件与性能指标结合得到增广性能指标；

S6、确定控制方程和伴随方程：根据增广性能指标，引入哈密尔顿函数及变分法最优控制理论得到控制方程与伴随方程；

S7、确定最优控制指令：根据控制方程与伴随方程，通过离散化消除协态向量，得到最优控制指令；

S8、输出制导指令：根据拟合函数对最优控制指令序列进行逼近，并通过当前飞行时间计算并输出满足终端多约束条件的制导指令，完成对飞行器落点落速管控。

2.根据权利要求1所述的基于最优控制理论的飞行器落点落速管控方法，其特征在于，所述当前状态下终端输出量的表达式如下：

其中，Output表示当前状态下的终端输出量，x(t)表示时变系统的状态，u(t)表示时变系统的控制量，t表示时变系统的飞行时间，F[·]表示飞行器状态量所满足的微分方程，t₀表示当前飞行时间，t_f表示飞行结束时刻，dt表示对时间t的微分，∫表示积分符号。

3.根据权利要求2所述的基于最优控制理论的飞行器落点落速管控方法，其特征在于，所述终端输出量和期望输出量之间的模值的表达式如下：

d_Output＝x_desire-x_true

其中，d_Output表示终端输出量和期望输出量之间的模值，x_desire表示终端期望位置速度矢量，x_true表示实际位置速度矢量。

4.根据权利要求3所述的基于最优控制理论的飞行器落点落速管控方法，其特征在于，所述时变系统的状态方程的表达式如下：

其中，表示时变系统的状态方程，x表示系统的状态量，其包括飞行器的位置矢量r与速度矢量v，u表示系统的控制量；

所述构造两点边值问题的表达式如下：

r(t₀)＝r₀,v(t₀)＝v₀

r(t_f)＝r_f,v(t_f)＝v_f

其中，r(t₀)表示飞行器在t₀时刻的位置，r₀表示飞行器初始位置，v(t₀)表示飞行器在t₀时刻的速度，v₀表示飞行器初始速度，r(t_f)表示飞行器在t_f时刻的位置，r_f表示飞行器终端位置，v(t_f)表示飞行器在t_f时刻的速度，v_f表示飞行器终端速度。