系统工程与电子技术 ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (9): 2866-2872.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2023.09.26

• 制导、导航与控制 • 上一篇    下一篇

基于顶层滚动优化和底层跟踪的空战导引方法

梁玉峰1,*, 赵景朝2, 刘旺魁2, 王雷2, 王世鹏3, 阮仕龙1   

  1. 1. 大连理工大学航空航天学院, 辽宁 大连 116024
    2. 北京空天技术研究所, 北京 100074
    3. 沈阳飞机设计研究所, 辽宁 沈阳 110035
  • 收稿日期:2022-08-12 出版日期:2023-08-30 发布日期:2023-09-05
  • 通讯作者: 梁玉峰
  • 作者简介:梁玉峰(1999—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为飞行器导航、制导与控制
    赵景朝(1986—), 男, 工程师, 硕士, 主要研究方向为高速飞行器制导控制技术
    刘旺魁(1991—), 男, 工程师, 博士, 主要研究方向为飞行器制导控制设计、无人机协同控制、非线性系统鲁棒控制
    王雷(1991—), 男, 工程师, 博士, 主要研究方向为飞行器鲁棒控制
    王世鹏(1986—), 男, 高级工程师, 硕士, 主要研究方向为控制科学与工程
    阮仕龙(2000—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为飞行器制导与控制
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(U2141229);航空科学基金(2019ZC063001)

Air combat guidance method based on top rolling optimization and bottom tracking

Yufeng LIANG1,*, Jingchao ZHAO2, Wangkui LIU2, Lei WANG2, Shipeng WANG3, Shilong RUAN1   

  1. 1. College of Aeronautics and Astronautics, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China
    2. Beijing Aerospace Technology Research Institute, Beijing 100074, China
    3. Shenyang Aircraft Design & Research Institute, Shenyang 110035, China
  • Received:2022-08-12 Online:2023-08-30 Published:2023-09-05
  • Contact: Yufeng LIANG

摘要:

现代空战环境趋于复杂化, 而传统方法对于机动目标难以获得理想的导引效果。因此, 针对现代无人机空战导引问题, 提出了一种基于顶层滚动优化和底层跟踪的空战导引方法。其中, 基于高斯伪谱法的顶层优化以时间为性能指标, 快速将无人机导引到目标区域, 当目标机动时, 对其轨迹进行预测并重新优化导引轨迹。此外, 引入对导引视线角的底层跟踪方法, 从而完成目标偏航后的快速修正。最后, 针对某型作战无人机进行空战环境下的滚动优化导引以及视线角跟踪仿真, 验证了所提方法对不确定性机动目标的拦截能力。

关键词: 无人机导引, 滚动优化, 轨迹跟踪, 高斯伪谱法

Abstract:

The modern air combat environment tends to be complicated, and it is difficult for traditional methods to obtain the ideal guidance effects for maneuvering targets. Therefore, an air combat guidance method based on top-level rolling optimization and bottom-level tracking is proposed for the modern unmanned aerial vehicle (UAV) air combat guidance problem. Among them, the top-level optimization based on the Gaussian pseudo-spectral method uses time as the performance index to quickly guide the UAV to the target area. When the target maneuvers, its trajectory is predicted and the guidance trajectory re-optimized. In addition, the underlying tracking method for the guide line of sight angle is introduced, so as to complete the rapid correction after the target yaw. Finally, the simulation of rolling optimal guidance and line of sight angle tracking in the air combat environment is carried out for a certain type of combat UAV, which verifies the interception ability of uncertain maneuvering targets of the proposed method.

Key words: unmanned aerial vehicle (UAV) guidance, rolling optimization, trajectory tracking, Gaussian pseudo-spectral method

中图分类号: