一种自适应动力显式制导方法

摘要

一种自适应动力显式制导方法，步骤为：动力显式制导的初始化；构造与质量、推力和比冲相关的制导参数；构建基于加速度测量的制导参数估计算法；估计制导参数的应用；计算速度增量方向、参考时间和推力方向变化率；预测终端状态；计算制导目标偏差和修正参数，对每一个控制周期重复前述步骤，直到满足收敛条件就完成了制导指令的计算；没有满足收敛条件情况下，制导指令继承上次收敛值或初始值。本发明改进了PEG制导结构，提高了制导律对质量、推力和比冲等不确定性的适应性和鲁棒性，同时提高了探测器动力过程的速度和高度控制精度，满足了探测器对终端目标高精度控制的要求。

主权项

一种自适应动力显式制导方法，其特征在于实现步骤如下：（1）动力显式制导的初始化利用探测器质量、位置和速度以及主发动机比冲、推力参数，确定制导时间、制导目标位置和速度初值，计算启动动力显式制导的制导目标位置和速度、天体引力引起的位置变化量的初值；（2）构造与质量、推力和比冲相关的制导参数利用动力飞行初始时刻、初始质量、主发动机推力与比冲以及当前时刻的质量，构造制导参数，选取系统状态和观测量，使观测量与系统状态之间是线性关系，简化了在轨估计算法；（3）构建基于加速度测量的制导参数估计算法根据步骤（2）构造的观测量与系统状态，利用加速度测量的估计制导参数，若加速度计测量数据有效，则引入新的数据用递推最小二乘更新参数估计；否则，不进行制导参数的更新；（4）估计制导参数的应用动力飞行初始一段时间后，才将收敛后的制导参数τG引入制导算法；在初始那段时间内，采用在轨估计的质量和已有的主发动机比冲和推力参数计算制导参数τG，保证制导指令的稳定性；（5）计算速度增量方向、参考时间和推力方向变化率利用制导参数τG和需要的速度增量以及发动机比冲计算剩余制导时间，进而计算常推力积分参数，再预测重力引起的位移和推力产生的位移，根据这些参数，确定了需要的速度增量方向、参考时间和推力方向变化率；（6）预测终端状态首先利用步骤（5）得到的参数计算制导时间内推力引起的速度和位置变化量，确定重力积分的初值；然后利用多项式拟合方式计算制导时间内重力引起速度和位置变化量，确定预测的终端状态；（7）计算制导目标偏差和修正参数确定制导目标状态，与步骤（6）预测的终端状态比较，计算出制导目标偏差，利用修正系数对速度增量进行修正；（8）对每一个控制周期重复（1）～（7）的步骤，直到满足收敛条件即目标偏差和推力方向变化率小于设定值，就完成了制导指令的计算；没有满足收敛条件情况下，制导指令继承上次收敛值或初始值。