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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明提出一种基于速度调节的滑翔式高超声速飞行器编队控制方法，包括如下步骤：步骤一：构建滑翔式高超声速飞行器再入段三自由度动力学模型；步骤二：构建滑翔式高超声速飞行器速度调节控制方案；步骤三：构建多滑翔式高超声速飞行器编队控制模型；步骤四：构建多滑翔式高超声速飞行器编队控制方案。采用基于在线预测的纵向机动速度调节方案，设计编队控制模型与编队控制器，结合飞行器的速度调节，实现可接受误差范围内的编队控制，在此过程中，充分考虑了弹间距约束问题，给出详细的解决方案，实现弹间距控制，最后考虑了编队避障问题，多飞行器可以成功绕开禁飞区，实现编队避障功能。

主权项：1.一种基于速度调节的滑翔式高超声速飞行器编队控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：构建滑翔式高超声速飞行器再入段三自由度动力学模型，具体为：在考虑地球是一个均匀的圆球，并忽略地球自转的条件下，得到的滑翔式高超声速飞行器再入段三自由度模型如下： 其中，R表示飞行器质心到地球球心的距离；表示飞行器所处的纬度；λ表示飞行器所处的经度；V表示飞行器的速度；χ表示飞行器的弹道偏角；γ表示飞行器的弹道倾角；M表示飞行器的质量；g0表示重力加速度；μ表示飞行器的倾侧角；D表示飞行器所受到的空气阻力，ρ表示大气密度，CD表示空气阻力系数，S表示飞行器的翼展面积；L表示飞行器所受到的空气升力，CL表示空气升力系数；步骤二：构建滑翔式高超声速飞行器速度调节控制方案，具体为：基于步骤一中提出的三自由度动力学模型，设计基于在线预测的纵向机动滑翔式高超声速飞行器速度调节方案，设置虚拟目标作为飞行器调速的参考节点，通过速度调节策略降低单飞行器速度，控制场景简单，虚拟目标设置为恒定不变的值；通过速度调节策略控制多飞行器速度协同一致，多飞行器使用同一虚拟目标作为参考点进行速度调节，采用标准状态下飞行器作为虚拟目标；步骤三：构建多滑翔式高超声速飞行器编队控制模型，具体为：基于步骤一中，滑翔式高超声速飞行器再入段中无速度闭环控制系统，在地球某一点建立飞行器发射坐标系，建立的多飞行编队控制模型如下： 其中，x1i为领弹和从弹i在x方向的相对位置距离；x2i为领弹和从弹i在x方向的相对位置距离变化率；x3i为领弹和从弹i在y方向的相对位置距离变；x4i为领弹和从弹i在y方向的相对位置距离变化率；x5i为领弹和从弹i在z方向的相对位置距离；x6i为领弹和从弹i在z方向的相对位置距离变化率； 为推导编队控制模型的飞行参数； 为推导编队控制模型的飞行参数； 为推导编队控制模型的飞行参数； 为推导编队控制模型的飞行参数； 为推导编队控制模型的飞行参数； 为推导编队控制模型的飞行参数； 为推导编队控制模型的飞行参数； 为推导编队控制模型的飞行参数； 为推导编队控制模型的飞行参数； 为推导编队控制模型的飞行参数； 为推导编队控制模型的飞行参数； 为推导编队控制模型的飞行参数；其中，u1i＝adyFi为编队控制模型输入；u2i＝adzFi为编队控制模型输入；adxL表示领弹在速度通道的加速度；adyL表示领弹在俯仰通道的加速度；adzL表示领弹在偏航通道的加速度；adxFi表示从弹i在速度通道的加速度；adyFi表示从弹i在俯仰通道的加速度；adzFi表示从弹i在偏航通道的加速度；表示领弹所处的纬度；λL表示领弹所处的经度；VL表示领弹的速度；χL表示领弹的弹道偏角；γL表示领弹的弹道倾角；表示从弹i所处的纬度；λFi表示从弹i所处的经度；VFi表示从弹i的速度；χFi表示从弹i的弹道偏角；γFi表示从弹i的弹道倾角；步骤四：构建多滑翔式高超声速飞行器编队控制方案，具体为：基于步骤三得到的多飞行编队控制模型，设计编队控制器如下： 其中，表示从弹i编队控制输入矩阵；表示从弹i俯仰通道控制指令； 表示从弹i偏航通道控制指令；k1i和k2i表示从弹i编队控制参数； 为领弹和从弹i的相对位置误差，表示相对位置误差的导数； 为编队控制模型飞行参数，Ai-1表示Ai的逆； 为编队控制模型飞行参数； 为编队控制模型飞行参数。

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