[go: up one dir, main page]

RU2845534C1 - Method for intelligent control of interceptor during its guidance to aerial target - Google Patents

Method for intelligent control of interceptor during its guidance to aerial target

Info

Publication number
RU2845534C1
RU2845534C1 RU2024134803A RU2024134803A RU2845534C1 RU 2845534 C1 RU2845534 C1 RU 2845534C1 RU 2024134803 A RU2024134803 A RU 2024134803A RU 2024134803 A RU2024134803 A RU 2024134803A RU 2845534 C1 RU2845534 C1 RU 2845534C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
interceptor
calculated
horizontal plane
fuzzy
aerial target
Prior art date
Application number
RU2024134803A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Денис Викторович Закомолдин
Александр Александрович Марчук
Александр Григорьевич Коваленко
Александр Александрович Кучин
Павел Викторович Поповка
Original Assignee
Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации
Application granted granted Critical
Publication of RU2845534C1 publication Critical patent/RU2845534C1/en

Links

Abstract

FIELD: radioelectronic control systems.
SUBSTANCE: invention relates to radioelectronic control systems and can be used to increase efficiency of homing interceptors on an aerial target. In the disclosed method for intelligent control of an interceptor during guidance thereof to an aerial target in an on-board radar system, the bearing on the aerial target is measured ϕm, on the basis of which bearing estimate is generated in horizontal plane to aerial target, in the on-board computer, based on the estimated bearing values, the guidance errors by the angle in the horizontal plane are calculated Δψh and rate of change of guidance error . Based on the calculated guidance error values Δψh and its change rate , numerical value of the required control action urh on the interceptor in the horizontal plane is calculated in accordance with an expression based on the fuzzy logic elements, as one of the intelligent control tools. Calculated value of the required control action utg is transmitted to the interceptor automatic control system for control in accordance with the algorithm: Δh=uh-urh, where uh is the current value of the control action in the horizontal plane, until the parameter Δh is not equal to zero.
EFFECT: providing a method of guiding an interceptor to an aerial target with no information on the approach speed and the angular velocity of rotation of the boresight.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области радиоэлектронных систем управления и может быть использовано для повышения эффективности наведения перехватчиков на воздушную цель (ВЦ).The invention relates to the field of electronic control systems and can be used to increase the efficiency of guiding interceptors to an air target.

Известен способ наведения перехватчиков на ВЦ, заключающийся в устранении несоответствия Δ между требуемым jT и текущим j ускорением перехватчика в соответствии с алгоритмом траекторного управления Δ=jТ-j. ПричемA method for guiding interceptors to the TC is known, which consists of eliminating the discrepancy Δ between the required j T and the current j acceleration of the interceptor in accordance with the trajectory control algorithm Δ=j T -j. Moreover,

где N0 - навигационный параметр;where N 0 is the navigation parameter;

Vсб - скорость сближения;V sb - approach speed;

ω - угловая скорость линии визирования [1].ω is the angular velocity of the line of sight [1].

Недостатком данного способа является невозможность его реализации при отсутствии информации о скорости сближения и угловой скорости линии визирования.The disadvantage of this method is the impossibility of its implementation in the absence of information about the speed of approach and the angular velocity of the line of sight.

Известен способ наведения перехватчика на ВЦ в горизонтальной плоскости, заключающийся в том, что в бортовой радиолокационной станции (БРЛС) осуществляется измерение пеленга на ВЦ ϕи, дальности Ди до цели и скорости ее изменения Vсб.и, на основании которых формируются оценки дальности до скорости ее изменения пеленга и угловой скорости линии визирования на основании данных оценок осуществляется устранение несоответствия Δ1 между требуемым jТ1 и текущим j ускорением перехватчика в соответствии с алгоритмом траекторного управления Δ1=jT1-j. ПричемA method for guiding an interceptor to a target in the horizontal plane is known, which consists in the fact that the on-board radar station (BRLS) measures the bearing to the target ϕ and , the range D and to the target and the rate of its change V sb.i , on the basis of which estimates of the range to are formed. the rate of its change bearing and the angular velocity of the line of sight based on these estimates, the discrepancy Δ 1 between the required j T1 and the current j acceleration of the interceptor is eliminated in accordance with the trajectory control algorithm Δ 1 =j T1 -j. Moreover,

где Kϕ, Kω - весовые коэффициенты;where K ϕ , K ω are weighting coefficients;

- разность между оценками текущего и требуемого значениями пеленга, характеризующая ошибку наведения по углу в горизонтальной плоскости; - the difference between the estimates of the current and required bearing values, characterizing the guidance error by angle in the horizontal plane;

- разность между оценками текущего и требуемого значениями угловой скорости линии визирования; - the difference between the estimates of the current and required values of the angular velocity of the line of sight;

- дальность до ВЦ [2]. - distance to the control center [2].

Недостатком данного способа является невозможность его реализации при отсутствии информации о скорости сближения и угловой скорости линии визирования.The disadvantage of this method is the impossibility of its implementation in the absence of information about the speed of approach and the angular velocity of the line of sight.

Цель изобретения - разработать способ управления перехватчиком, который может быть реализован при отсутствии информации о скорости сближения и угловой скорости визирования.The purpose of the invention is to develop a method for controlling an interceptor that can be implemented in the absence of information about the approach speed and the angular velocity of the sight.

Указанная цель достигается тем, что в способе наведения перехватчика на ВЦ в горизонтальной плоскости, заключающимся в том, что в БРЛС осуществляется измерение пеленга на ВЦ ϕи, на основании которого формируется оценка пеленга на ВЦ, в бортовой вычислительной машине на основе оцененных значений пеленгов вычисляются ошибки наведения по углу в горизонтальной плоскости Δψг, дополнительно в бортовой вычислительной машине вычисляется скорость изменения ошибки наведения на основе вычисленных значений ошибки наведения Δψг и скорости ее изменения вычисляется численное значение требуемого управляющего воздействия uтг на перехватчик в горизонтальной плоскости в соответствии с выражением вида:The stated objective is achieved by the fact that in the method of guiding the interceptor to the target center in the horizontal plane, which consists in the fact that the radar measures the bearing to the target center ϕ and , on the basis of which an estimate of the bearing is formed at the computer center, in the on-board computer, based on the estimated bearing values, the guidance errors by angle in the horizontal plane Δ ψг are calculated, in addition, the rate of change of the guidance error is calculated in the on-board computer based on the calculated values of the pointing error Δ ψг and the rate of its change the numerical value of the required control action u tg on the interceptor in the horizontal plane is calculated in accordance with an expression of the form:

где ƒ(*) - значения функции принадлежности, отражающие степень принадлежности вектора входных параметров Δψг и нечетким градациям;where ƒ(*) are the values of the membership function, reflecting the degree of membership of the vector of input parameters Δ ψг and fuzzy gradations;

БО - индекс функции принадлежности, соответствующий нечеткой градации «большое отрицательное»;BO is the membership function index corresponding to the fuzzy gradation “large negative”;

О - индекс функции принадлежности, соответствующий нечеткой градации «отрицательное»;O is the index of the membership function corresponding to the fuzzy gradation “negative”;

Н - индекс функции принадлежности, соответствующий нечеткой градации «нулевое»;H is the index of the membership function corresponding to the fuzzy gradation “zero”;

П - индекс функции принадлежности, соответствующий нечеткой градации «положительное»;P is the index of the membership function corresponding to the fuzzy gradation “positive”;

БП - индекс функции принадлежности, соответствующий нечеткой градации «большое положительное»;BP is the membership function index corresponding to the fuzzy gradation “large positive”;

w, w, w, w, w, w, w, w, w - весовые коэффициенты;w 1g , w 2g , w 3g , w 4g , w 5g , w 6g , w 7g , w 8g , w 9g - weight coefficients;

∧ - операция нахождения минимума;∧ - operation of finding the minimum;

∨ - операция нахождения максимума;∨ - operation of finding the maximum;

u, u, u, u, u - наиболее возможные значения управляющего воздействия, в рамках каждой из градаций БО, О, Н, П и БП.u 1g , u 2g , u 3g , u 4g , u 5g - the most possible values of the control action, within each of the gradations BO, O, N, P and BP.

Вычисленное в соответствии с (3) с учетом (4) - (8) значение требуемого управляющего воздействия передается в систему автоматического управления перехватчиком для управления в соответствии с алгоритмомThe value of the required control action calculated in accordance with (3) taking into account (4) - (8) is transmitted to the automatic control system of the interceptor for control in accordance with the algorithm

где uг - текущее значение управляющего воздействия в горизонтальной плоскости, до тех пор, пока параметр Δг не будет равен нулю.where u g is the current value of the control action in the horizontal plane, until the parameter Δ g is equal to zero.

Новыми признаками, обладающими существенным отличием, являются:The new features that have a significant difference are:

1. Вычисление в бортовой вычислительной машине скорости изменения ошибки наведения 1. Calculation in the on-board computer of the rate of change of the guidance error

2. Вычисление на основе вычисленных значений ошибки наведения Δψг и скорости ее изменения численного значения требуемого управляющего воздействия uтг на перехватчик в горизонтальной плоскости в соответствии с выражением (3).2. Calculation based on the calculated values of the pointing error Δ ψг and the rate of its change the numerical value of the required control action u tg on the interceptor in the horizontal plane in accordance with expression (3).

3. Управление перехватчиком в соответствии с алгоритмом (9). Данные признаки обладают существенными отличиями, так как в известных способах не обнаружены.3. Control of the interceptor in accordance with the algorithm (9). These features have significant differences, as they have not been found in known methods.

Особенностью выражения (3) является то, что оно базируется на основе одного из направлений интеллектуального управления - элементов нечеткой логики, позволяющей формализовать нечеткие градации «БО, О, Н, П, БП» ошибок наведения Δψг и скоростей их изменения в функции принадлежности на основе которых вычисляется uтг.The peculiarity of expression (3) is that it is based on one of the directions of intelligent control - elements of fuzzy logic, which allows formalizing fuzzy gradations "BO, O, N, P, BP" of guidance errors Δ ψg and the rates of their change in the membership function on the basis of which u tg is calculated.

Применение новых признаков, в совокупности с известными, позволит реализовать наведение перехватчика на ВЦ при отсутствии информации о скорости сближения и угловой скорости визирования.The use of new features, in combination with known ones, will allow the interceptor to be guided to the targeting center in the absence of information about the approach speed and angular velocity of the sighting.

На фиг. 1 приведена структурная схема, реализующая предложенный способ интеллектуального управления перехватчиком, где обозначены:Fig. 1 shows a structural diagram implementing the proposed method of intelligent control of the interceptor, where the following are indicated:

1 - перехватчик; 2 - воздушная цель; 3 - антенна с измерителем; 4 - формирователь оценок; 5 - бортовая вычислительная машина; 6 - система автоматического управления перехватчиком.1 - interceptor; 2 - air target; 3 - antenna with measuring device; 4 - evaluation generator; 5 - on-board computer; 6 - interceptor automatic control system.

На фиг. 2 и фиг. 3 в декартовой системе координат XOZ представлены результаты моделирования, где обозначены: 1 - траектория полета ВЦ, 2 - траектория полета перехватчика.In Fig. 2 and Fig. 3, the results of the simulation are presented in the Cartesian coordinate system XOZ, where the following are indicated: 1 - the flight trajectory of the air defense system, 2 - the flight trajectory of the interceptor.

Способ интеллектуального управления перехватчиком при его наведении на ВЦ реализуется следующим образом. В БРЛС перехватчика 1 (фиг. 1) после радиолокационного контакта с ВЦ 2 в измерителе с антенной 3 осуществляются измерения пеленга на ВЦ ϕи, которые поступают в формирователь оценок 4, где осуществляется оценка пеленга в горизонтальной плоскости на ВЦ. В бортовой вычислительной машине 5 (фиг. 1) на основе оцененных значений пеленгов вычисляются ошибки наведения по углу в горизонтальной плоскости Дополнительно в бортовой вычислительной машине 5 (фиг. 1) вычисляется скорость изменения ошибки наведения На основе вычисленных значений ошибки наведения Δψг и скорости ее изменения в бортовой вычислительной машине 5 (фиг. 1) вычисляется численное значение требуемого управляющего воздействия uтг на перехватчик в горизонтальной плоскости в соответствии с выражением (3), с учетом (4) - (8). Вычисленное в бортовой вычислительной машине 5 (фиг. 1) в соответствии с (3) с учетом (4) - (8) значение требуемого управляющего воздействия передается в систему автоматического управления перехватчиком 6 (фиг. 1) для управления перехватчиком в соответствии с алгоритмом (9).The method of intelligent control of the interceptor when it is aimed at the targeting center is implemented as follows. In the interceptor's 1 onboard radar (Fig. 1), after radar contact with the targeting center 2, the bearing measurements on the targeting center ϕ and are carried out in the measuring device with antenna 3, which are fed to the estimation generator 4, where the bearing is estimated in the horizontal plane on the computer. In the on-board computer 5 (Fig. 1), based on the estimated bearing values, the guidance errors by angle in the horizontal plane are calculated Additionally, the rate of change of the guidance error is calculated in the on-board computer 5 (Fig. 1) Based on the calculated values of the pointing error Δ ψг and the rate of its change in the on-board computer 5 (Fig. 1) the numerical value of the required control action u tg on the interceptor in the horizontal plane is calculated in accordance with expression (3), taking into account (4) - (8). The value of the required control action calculated in the on-board computer 5 (Fig. 1) in accordance with (3) taking into account (4) - (8) is transmitted to the automatic control system of the interceptor 6 (Fig. 1) for control of the interceptor in accordance with algorithm (9).

В результате моделирования установлено, что реализация способа интеллектуального управления перехватчиком позволит осуществлять наведение при отсутствии информации о скорости сближения и угловой скорости линии визирования, как при стационарном полете ВЦ (фиг. 2), так и при ее маневрировании (фиг. 4).As a result of the modeling, it was established that the implementation of the method of intelligent control of the interceptor will allow guidance to be carried out in the absence of information about the approach speed and the angular velocity of the line of sight, both during stationary flight of the interceptor (Fig. 2) and during its maneuvering (Fig. 4).

Источники информацииSources of information

1. Авиационные системы радиоуправления. Т. 2. Радиоэлектронные системы самонаведения / Под ред. А.И. Канащенкова и В.И. Меркулова. - М.: «Радиотехника», 2003, стр. 24, ф-ла 7.32. (аналог).1. Aviation radio control systems. Vol. 2. Electronic homing systems / Ed. by A.I. Kanashchenkov and V.I. Merkulov. - M.: "Radio Engineering", 2003, p. 24, f-la 7.32. (analog).

2. Авиационные системы радиоуправления. Т. 2. Радиоэлектронные системы самонаведения / Под ред. А.И. Канащенкова и В.И. Меркулова. - М.: «Радиотехника», 2003, стр. 39, ф-ла 7.74. (прототип).2. Aviation radio control systems. Vol. 2. Electronic homing systems / Ed. by A.I. Kanashchenkov and V.I. Merkulov. - M.: "Radio Engineering", 2003, p. 39, f-la 7.74. (prototype).

Claims (21)

Способ интеллектуального управления перехватчиком при его наведении на воздушную цель, заключающийся в том, что в бортовой радиолокационной станции перехватчика осуществляется измерение пеленга на воздушную цель ϕи, на основании которого формируется оценка пеленга на воздушную цель в горизонтальной плоскости, в бортовой вычислительной машине на основе оцененного значения пеленга вычисляется ошибка наведения в горизонтальной Δψг плоскости в соответствии с выражением:A method of intelligently controlling an interceptor when it is aimed at an aerial target, which consists in the fact that the onboard radar station of the interceptor measures the bearing to the aerial target ϕ and , on the basis of which an estimate of the bearing is formed on an air target in the horizontal plane, in the on-board computer, based on the estimated bearing value, the guidance error in the horizontal Δ ψг plane is calculated in accordance with the expression: где - требуемое значение пеленга в горизонтальной плоскости, отличающийся тем, что в бортовой вычислительной машине вычисляется скорость изменения ошибки наведения на основе вычисленных значений ошибки наведения Δψг и скорости ее изменения вычисляется численное значение требуемого управляющего воздействия uтг на перехватчик в горизонтальной плоскости в соответствии с выражением вида:Where - the required bearing value in the horizontal plane, characterized in that the on-board computer calculates the rate of change of the guidance error based on the calculated values of the pointing error Δ ψг and the rate of its change the numerical value of the required control action u tg on the interceptor in the horizontal plane is calculated in accordance with an expression of the form: где ƒ(*) - значения функции принадлежности, отражающие степень принадлежности вектора входных параметров Δψг и нечетким градациям;where ƒ(*) are the values of the membership function, reflecting the degree of membership of the vector of input parameters Δ ψг and fuzzy gradations; БО - индекс функции принадлежности, соответствующий нечеткой градации «большое отрицательное»;BO is the membership function index corresponding to the fuzzy gradation “large negative”; О - индекс функции принадлежности, соответствующий нечеткой градации «отрицательное»;O is the index of the membership function corresponding to the fuzzy gradation “negative”; Н - индекс функции принадлежности, соответствующий нечеткой градации «нулевое»;H is the index of the membership function corresponding to the fuzzy gradation “zero”; П - индекс функции принадлежности, соответствующий нечеткой градации «положительное»;P is the index of the membership function corresponding to the fuzzy gradation “positive”; БП - индекс функции принадлежности, соответствующий нечеткой градации «большое положительное»;BP is the membership function index corresponding to the fuzzy gradation “large positive”; w, w, w, w, w, w, w, w, w - весовые коэффициенты;w 1g , w 2g , w 3g , w 4g , w 5g , w 6g , w 7g , w 8g , w 9g - weight coefficients; ∧ - операция нахождения минимума;∧ - operation of finding the minimum; ∨ - операция нахождения максимума;∨ - operation of finding the maximum; u, u, u, u, u - наиболее возможные значения управляющего воздействия, в рамках каждой из градаций БО, О, Н, П и БП, вычисленное в соответствии с (2) с учетом (3)-(7) значение требуемого управляющего воздействия передается в систему автоматического управления перехватчиком для управления в соответствии с алгоритмомu 1g , u 2g , u 3g , u 4g , u 5g - the most possible values of the control action, within each of the gradations BO, O, N, P and BP, calculated in accordance with (2) taking into account (3)-(7), the value of the required control action is transmitted to the automatic control system of the interceptor for control in accordance with the algorithm где uг - текущее значение управляющего воздействия в горизонтальной плоскости, до тех пор, пока параметр Δг не будет равен нулю.where u g is the current value of the control action in the horizontal plane, until the parameter Δ g is equal to zero.
RU2024134803A 2024-11-19 Method for intelligent control of interceptor during its guidance to aerial target RU2845534C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2845534C1 true RU2845534C1 (en) 2025-08-21

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2189556C2 (en) * 1999-11-26 2002-09-20 Калинкин Виктор Алексеевич Method for formation of flight vehicle control signals at homing on air target
RU2408845C1 (en) * 2009-12-24 2011-01-10 Открытое акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" Hidden self-guidance method of aircrafts to air objects
US8346690B2 (en) * 2010-08-05 2013-01-01 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Method of generating an integrated fuzzy-based guidance law using Tabu search
RU129265U1 (en) * 2012-09-03 2013-06-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" STRUCTURAL-TUNABLE NEXT SYSTEM
RU2666069C1 (en) * 2017-03-15 2018-09-05 Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" Method of interception of high-speed air-space objects maneuvering at intense rate

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2189556C2 (en) * 1999-11-26 2002-09-20 Калинкин Виктор Алексеевич Method for formation of flight vehicle control signals at homing on air target
RU2408845C1 (en) * 2009-12-24 2011-01-10 Открытое акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" Hidden self-guidance method of aircrafts to air objects
US8346690B2 (en) * 2010-08-05 2013-01-01 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Method of generating an integrated fuzzy-based guidance law using Tabu search
RU129265U1 (en) * 2012-09-03 2013-06-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" STRUCTURAL-TUNABLE NEXT SYSTEM
RU2666069C1 (en) * 2017-03-15 2018-09-05 Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" Method of interception of high-speed air-space objects maneuvering at intense rate

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БЕЛЫЙ А.С., ХИЖНЯК А.В., ШАРАК Д.С. Применение машины нечеткого вывода для решения задачи отождествления пеленгов // Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. 2015, N 5 (91), сс. 107-111. БЕЛОВ С.Г. Использование нечеткой логики при отождествлении воздушных радиолокационных объектов в процессе их многоцелевого сопровождения // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2017, N 5, 16 c. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109597427B (en) Bomb random attack planning method and system based on unmanned aerial vehicle
Jung et al. Guidance laws for anti-ship missiles using impact angle and impact time
US20020183922A1 (en) Route planner with area avoidance capability
CN114020021B (en) Design method and system for multi-missile distributed cooperative guidance law
US8358238B1 (en) Maneuvering missile engagement
RU2743479C1 (en) Method and system for determining most favourable for attack aerial targets in multi-purpose tracking mode
RU2845534C1 (en) Method for intelligent control of interceptor during its guidance to aerial target
CN113110428A (en) Carrier-based aircraft landing fixed time trajectory tracking method based on limited backstepping control
CN110728026B (en) A Passive Tracking Method of Terminal Ballistic Target Based on Angular Velocity Measurement
CN116719239A (en) A tracking and under-actuated satellite pursuit and escape game control method with incomplete information
Alqudsi et al. Intercept algorithm for maneuvering targets based on differential geometry and lyapunov theory
RU2498342C1 (en) Method of intercepting aerial targets with aircraft
Fonod et al. Wingman-based estimation and guidance for a sensorless PN-guided pursuer
RU2727777C1 (en) Method of inertial aircraft guidance based on discrepancy between dynamic properties of target and interceptor
CN114111448A (en) Air multi-agent elliptical track collaborative surrounding tracking method suitable for moving target multi-view detection
Lee et al. A target assignment and path planning framework for multi-USV defensive pursuit
RU2464520C2 (en) Formation method of missile control at direction to group of manoeuvring targets
US6651004B1 (en) Guidance system
RU2260162C1 (en) Method for guiding remotely controlled missile and guiding system for realization of said missile
CN115826608A (en) Multi-missile online collaborative track planning method based on waypoints
RU2120885C1 (en) Complex of on-board equipment of flying vehicle
KR102031929B1 (en) Apparatus and method for terminal lead angle control with Time Varying Continuous Biased PNG
RU2254542C1 (en) Method for guidance of flight vehicle on intensively maneuvering target
Fonod et al. Estimation enhancement by imposing a relative intercept angle for defending missiles
Li et al. Three-Dimensional Cooperative Guidance with Multiple Constraints Based on Proximal Policy Optimization