[发明专利]无动力制导炮弹的全弹道智能协同规划发射方法、电子设备和存储介质

说明书

无动力制导炮弹的全弹道智能协同规划发射方法、电子设备和存储介质，属于自动控制领域，为了解决对无持续可控动力、控制余量较为有限的无动力制导炮弹的全弹道智能协同规划发射的问题，包括根据目标函数得到任意相邻两枚所述制导炮弹到达末段指定空域的飞行时间差以及各枚炮弹飞行时间的加和；据所述最优的一组中段弹道参数确定多枚所述制导炮弹的中段规划弹道；根据多枚所述制导炮弹中段实际弹道与多枚所述制导炮弹的中段规划弹道的参数偏差生成舵机控制指令，若多枚所述制导炮弹由中段到达末段的指定空域，则在末段的所述指定空域进行末段弹道自主协同规划射击目标，效果是提高了弹道规划效能。

技术领域

本发明属于自动控制领域，涉及一种无动力制导炮弹的全弹道智能协同规划发射方法的设计。

背景技术

随着炮射无动力制导炮弹的迅速发展，相比于常规炮弹，其远程化、精确化、智能化等优势明显，再结合火炮武器自身具有携弹量大、火力持续等特点，以高效费比毁伤压制中远程目标已成为可能。然而，在常规逐发单枚运用模式下，受到单枚炮弹突防能力有限、毁伤效果不高等客观因素的制约，制导炮弹尚未发挥出预期效能。

为破解上述困境，国内外近年来大力发展多弹智能弹道协同规划方法，在基础理论体系构建和工程实践等方面都取得了一定的研究成果。目前，通常采用的规划方法有最优控制和比例导引等，它们能够在全弹道的某一段(中段或末段)上集中起相对零散的个体单元，以较低代价初步实现对中远程关键目标的毁伤压制。

然而现有技术方法仍然具有以下缺陷：

一是研究对象，现有方法大多是针对导弹、无人机等飞行器，制导炮弹与它们的本质区别在于无持续可控动力、控制余量较为有限，不适宜在中制导段进行较大范围的机动变轨，适用于炮射制导炮弹的弹道协同规划方法比较匮乏。

二是方法性能，现有方法基本仅单独适用于中段或末段，而且确定协同弹道参数的规划耗时较长，效果也不尽如人意，难以从全弹道的角度统筹实施整体层面的协同规划，需要融合智能优化和现代控制方法来进一步提高弹道协同规划的系统性和有效性。

发明内容

为了解决对无持续可控动力、控制余量较为有限的无动力制导炮弹的全弹道智能协同规划发射的问题，在第一方面上，根据本申请一些实施例的无动力制导炮弹的全弹道智能协同规划发射方法，包括

S1.确定弹道相关距离参数、制导炮弹数量参数以及时间参数；

S2.确定待规划的中段弹道参数以及所述中段弹道参数的弹道参数域；

S3.设定目标函数，根据所述目标函数得到任意相邻两枚所述制导炮弹到达末段指定空域的飞行时间差以及各枚炮弹飞行时间的加和；

S4.在所弹道参数域中优化中段弹道参数使所述目标函数的值最小，使所述目标函数的值最小的一组中段弹道参数是最优的一组中段弹道参数；

S5.根据所述最优的一组中段弹道参数确定多枚所述制导炮弹的中段规划弹道；

S6.根据多枚所述制导炮弹中段实际弹道与多枚所述制导炮弹的中段规划弹道的参数偏差生成舵机控制指令，若多枚所述制导炮弹由中段到达末段的指定空域，则执行步骤S7，否则返回步S2；

S7.在末段的所述指定空域进行末段弹道自主协同规划射击目标。

根据本申请一些实施例的无动力制导炮弹的全弹道智能协同规划发射方法，所述步骤S1中确定弹道相关距离参数、制导炮弹数量参数以及时间参数，包括根据实际敌我态势和制导炮弹射程确定目标距离以及弹道末段指定空域中心与炮口的距离X，根据火炮发射性能确定需要协同的制导炮弹数量M以及火炮发射的间隔时间Δt。

根据本申请一些实施例的无动力制导炮弹的全弹道智能协同规划发射方法，所述步骤S2中所述中段弹道参数包括射角θ、舵机方案偏角δ和舵机起控时刻t_d，所述弹道参数域由式(1)表示：