兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (9): 2814-2823.doi: 10.12382/bgxb.2022.1002
所属专题: 智能系统与装备技术
收稿日期:
2022-10-31
上线日期:
2023-04-17
通讯作者:
DU Hongbao, WANG Zhengjie*(), TANG Lixi, ZHANG Xiaoning
Received:
2022-10-31
Online:
2023-04-17
摘要:
为实现动态障碍物环境下飞行器对目标的打击以提高其工程适用性,建立飞行器与障碍物以及飞行器与目标的运动学模型。在控制障碍函数的基础上进行拓展,结合速度障碍法对飞行器速度施加约束,与现有的比例制导律构建二次优化问题,得到闭式解形式的避障制导律。数值仿真并分析轨迹和过载曲线的特性。研究结果表明:所提出的避障制导律可以实时地避开运动障碍物并打击目标,有较好的全局特性;与已有避障制导律相比,过载曲线更加平缓且饱和过载占比小。
中图分类号:
杜宏宝, 王正杰, 唐礼喜, 张小宁. 基于控制障碍函数的飞行器避障与制导控制[J]. 兵工学报, 2023, 44(9): 2814-2823.
DU Hongbao, WANG Zhengjie, TANG Lixi, ZHANG Xiaoning. Control Barrier Function-based Control for Aircraft Avoidance and Guidance with Dynamic Obstacles[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(9): 2814-2823.
参数 | 数值 |
---|---|
飞行器初始位置/km | (0,1) |
飞行器速度/(m·s-1) | 400 |
目标初始位置/km | (4,1) |
目标速度/(m·s-1) | 130±10 |
障碍物初始位置/km | (2.3,1.75) |
障碍物速度/(m·s-1) | 10~50 |
表1 避障制导律仿真参数
Table 1 Simulation parameters of obstacle avoidance and guidance law
参数 | 数值 |
---|---|
飞行器初始位置/km | (0,1) |
飞行器速度/(m·s-1) | 400 |
目标初始位置/km | (4,1) |
目标速度/(m·s-1) | 130±10 |
障碍物初始位置/km | (2.3,1.75) |
障碍物速度/(m·s-1) | 10~50 |
避障制导律 | 静止障碍物 | 运动障碍物 | 命中时间/s |
---|---|---|---|
本文 | √ | √ | 11.87 |
文献[ | √ | √ | 12.14 |
文献[ | √ | × | 11.46 |
表2 不同避障制导律仿真性能对比
Table 2 Performance comparison of obstacle avoidance and different guidance laws
避障制导律 | 静止障碍物 | 运动障碍物 | 命中时间/s |
---|---|---|---|
本文 | √ | √ | 11.87 |
文献[ | √ | √ | 12.14 |
文献[ | √ | × | 11.46 |
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