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申请/专利权人：四川大学

摘要：本发明公开了一种基于分布式模型预测控制的多导弹协同制导方法，考虑了两种终端角度约束下的多导弹系统协同制导问题，与现有技术相比，本发明不仅研究问题新颖，使得多导弹在满足机动能力的条件下按照期望攻角打击目标，并通过基于局部邻居信息为每个导弹构建相应的代价函数和约束条件实现良好的协同效果。同时，利用分布式算法进行求解，解决了约束条件中的耦合问题，同时也避免了集中式算法计算强度大、不能满足在线实时要求的问题。

主权项：1.一种基于分布式模型预测控制的多导弹协同制导方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立单导弹的动力学模型和多导弹的动力学模型；所述单导弹的动力学模型为： 式中，xt,yt,zt分别表示导弹在三维坐标系下的坐标，定义zt＝xt,yt,zt；表示xt关于t求导，表示yt关于t求导，表示zt关于t求导，表示vt关于t求导，表示χt关于t求导，表示γt关于t求导；vt,χt,γt分别表示导弹的速度、航迹角和俯仰角，nxt,nyt,nzt分别表示导弹在x轴、y轴和z轴方向的过载，g表示重力加速度；记xt＝[xt,yt,zt,vt,χt,γt]T为导弹在时刻t的状态向量，ut＝[nxt,nyt,nzt]T为控制输入向量，此模型为非线性控制模型，1式简化表示为： 式中，t0为系统初始时刻；因此，导弹的更新系统模型可以表示如下 其中Δt表示时间步长；多导弹的动力学模型为：设多导弹的动力学模型由Ng个导弹组成，第i个导弹记为Gi；记多导弹系统联合状态向量表示为联合控制向量表示为因此，多导弹协同制导系统的非线性模型为： 设多导弹系统具有理想的通信条件，多个导弹之间进行局部信息交互，通信拓扑结构可以用描述；其中，为节点集合，每个导弹对应一个节点；为边集，表示节点间的通信关系；若节点i和j均能从对方获取信息，则为一条无向边，否则为有向边；若那么对于则有且将Gi的邻居集合设为Ni,则S2：导弹根据自身以及其他导弹的当前状态及预测信息，按照所设计的目标函数求解优化问题，并将获得的最优预测控制序列作为滚动时域内的控制输入序列；S3：执行步骤S2的控制输入序列，导弹飞抵下一时刻路径点处；S4：其他导弹执行上一次决策出来的最优控制序列；S5：重复步骤S3和S4，直至打击任务完成。

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