申请/专利权人：南京理工大学

申请日：2023-03-28

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN116520875B

主分类号：G05D1/46

分类号：G05D1/46;G05D109/28

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2023.08.18#实质审查的生效;2023.08.01#公开

摘要：本发明公开了一种巡飞弹群防碰撞预设性能控制器设计方法，包括步骤：建立巡飞弹群中每枚导弹的运动学模型；设计预设性能函数与误差转换函数；设计性能函数自适应边界补偿模型；建立障碍的人工势场模型；设计具有瞬态性能约束的避障控制器。本发明通过仿真验证了本发明在多弹编队避障时进行瞬态性能约束的可行性，改善系统的控制性能。

主权项：1.一种巡飞弹群防碰撞预设性能控制器设计方法，其特征在于，包括步骤：S1:建立巡飞弹群中每枚导弹的运动学模型；S2:设计预设性能函数与误差转换函数；S3:设计带有自适应边界补偿的预设性能函数；S4:建立障碍的人工势场模型，通过人工势场模型设计避障参考轨迹；S5:基于运动学模型和避障参考轨迹，利用带有自适应边界补偿的预设性能函数计算转换误差并设计控制器；所述巡飞弹群中每枚导弹的运动学模型为： 式中，pi＝[xi,yi,zi]T∈R3为位置状态量；qi＝[vxi,vyi,vzi]T∈R3为速度状态量；ui＝[uxi,uyi,uzi]T∈R3为中间控制输入，u与实际控制输入过载ni＝[nxi,nyi,nzi]T的关系为： 其中，nxi,nyi,nzi为巡飞弹在弹道坐标系下三个通道的过载，Vi,θi,ψVi分别为巡飞弹的速度矢量、弹道倾角和弹道偏角，g为重力加速度；所述预设性能函数设计为严格递减的恒正光滑函数ρt＝ρ0-ρ∞e-lt+ρ∞式中，ρ0,ρ∞和l均为正数，分别表示初始误差边界、最终误差边界和收敛速度；所述预设性能函数满足下列条件：1ρt＞0且严格单调递减；2所述误差转换函数为严格递增且光滑函数，具体为： 都是正数，误差et满足误差转换函数的逆函数形式如下： 式中，λt＝etρt为归一化误差；所述带有自适应边界补偿的预设性能函数为：γt＝ρt+κt其中，γt为带有自适应边界补偿的预设性能函数，κt为补偿系统驱动的性能函数补偿信号，为 其中，β1＞0,β2＞0为补偿系统驱动的参数，Δ的定义如下：Δ|λ-λ|* 其中，η是取值范围在0到1之间的常数，用于调节归一化误差λ的受限范围；所述避障参考轨迹为：PL＝pL+Δp 其中，PL为设计的避障参考轨迹，pL为原始参考轨迹，Δp为避障补偿项，a1为衰减系数，表示避障后恢复到理想轨迹的快慢程度，a2为斥力响应系数，表示补偿项对人工势场力的响应程度，F为巡飞弹所受到的人工势场力。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京理工大学 一种巡飞弹群防碰撞预设性能控制器设计方法

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