本发明涉及弹道控制技术领域，具体涉及一种水雷高速打击实时修正方法。
背景技术：
目前水下高速弹道控制技术成熟的有鱼雷和潜射导弹，而在水雷领域，主动攻击水雷均为无控弹道。
鱼雷弹道为水平弹道，普通鱼雷最大航速不超过50kn,超空泡鱼雷最大航速可达300kn，但其航行介质为空气；潜射导弹在水中的弹道为垂直弹道，其在水中的弹道控制仅为稳定弹体姿态，不进行大角度拐弯等复杂弹道控制，所以大于100kn的垂直弹道控制方法尚属空白。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种水雷高速打击实时修正方法，能够实现对水雷高速的实时修正，并进一步提高打击精度。
为达到上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：
步骤1、根据预期打击点及水雷载荷自身的位置信息，得到水雷载荷指向打击点的单位速度矢量的姿态角作为程控指令，包括俯仰角θg、航向角ψg。
步骤2、根据程控指令，获得水雷载荷指向打击点的单位速度矢量在水雷的导航坐标系中的分量。
步骤3、将水雷载荷指向打击点的单位速度矢量在水雷的导航坐标系中的分量转换到水雷的雷体坐标系，得到水雷载荷指向打击点的单位速度矢量在水雷的雷体坐标系中的分量
步骤4、计算俯仰稳定控制指令up、偏航稳定控制指令uy以及横滚稳定控制指令uy。
其中，
步骤5、对俯仰稳定控制指令up、偏航稳定控制指令uy和横滚稳定控制指令ur进行限幅计算，得到俯仰稳定控制指令中间量up1、偏航稳定控制指令中间量uy1、横滚稳定控制指令中间量ur1。
设定k为迭代次数，k为非负整数，k初值取0。
步骤6、分别执行俯仰通道舵指令迭代计算过程、偏航通道舵指令迭代计算过程以及横滚通道舵指令迭代计算过程。
俯仰通道舵指令迭代计算过程为
δp(k)＝-1.4up1 0.25ωz(k)
δe(k)＝xp(k)
tc为控制周期；xp(k)为俯仰通道舵指令第一迭代中间量，初值为xp(0)＝0；δp(k)为俯仰通道舵指令第二迭代中间量，初值为δp(0)＝0，
偏航通道舵指令迭代计算过程为：
δy(k)＝-1.4uy1 0.25ωy(k)
δv(k)＝xy(k)
其中xy(k)为偏航通道舵指令第一迭代中间量，初值为xy(0)＝0；δy(k)为偏航通道舵指令第二迭代中间量，初值为δy(0)＝0，
横滚通道舵指令迭代计算过程为：
δr(k)＝-0.08ur1 0.014ωx(k)
δd(k)＝xr(k)
其中xr(k)为横滚通道舵指令第一迭代中间量，初值为xr(0)＝0；δr(k)为横滚通道舵指令第二迭代中间量，初值为δr(0)＝0，
计算出δe(k)、δv(k)、δd(k)进行输出。
步骤7、获取步骤6输出的三通道舵指令，进行舵角分配。
水雷载荷平放时，由水雷尾看向水雷头，舵面布局的上、下、左、右四处分别安装有一路舵机，记为上舵、下舵、左舵和右舵。
δ1为上舵的舵角指令
δ2为下舵的舵角指令
δ3为左舵的舵角指令
δ4为右舵的舵角指令
采用δ1、δ2、δ3和δ4分别控制上舵、下舵、左舵和右舵，对预期打击点进行打击。
若未打击到预期打击点，则k自增1，返回步骤6；若打击到预期打击点，则打击过程结束。
有益效果：
本发明提供的一种水雷高速打击实时修正方法，首先根据预期打击点以及水雷载荷自身的位置信息，计算俯仰、偏航以及横滚稳定控制指令，然后对稳定控制指令进行限幅，并执行俯仰、偏航以及横滚通道的舵指令迭代计算过程，然后针对每个通道的舵指令进行舵角分配，以实现对水雷载荷上舵机的控制，从而使得水雷载荷瞄准预期打击点进行打击，该过程在每个通道的舵指令迭代计算过程中，均建立了考虑通道角速率以及稳定控制指令的计算模型，最终将所计算出的各通道的舵指令进行舵角分配实现舵机控制，并且根据打击结果实时对舵机控制进行修正，从而能够实现对水雷高速的实时修正，并进一步提高打击精度。
附图说明
图1为本发明提供的一种水雷高速打击实时修正方法流程图；
图2为本发明实施例中的舵面布局图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种水雷高速打击实时修正方法，其流程如图1所示，包括如下步骤：
步骤1、根据预期打击点及水雷载荷自身的位置信息，得到水雷载荷指向打击点的单位速度矢量的姿态角作为程控指令，包括俯仰角θg、航向角ψg。
建立雷体坐标系obxbybzb，其中ob为水雷几何中心，obxbybzb为以水雷几何中心为原点建立的空间坐标系，随水雷的运动而移动，一般情况下可以设定xb是水雷的重轴；建立导航坐标系为o0x0y0z0，o0x0y0z0是在水雷的制导系统启动时建立的坐标系，其中o0设定为与初始的雷体坐标系原点重合，垂直方向为x轴，y轴和z轴处于水平面，该导航坐标系o0x0y0z0是固定不动的；
导航坐标系的平移坐标系为o1x1y1z1，o1与ob重合。
打击点在导航坐标系中的坐标为(x00,y00,z00)，ob在导航坐标系中的坐标为(xbt,ybt,zbt)，(xbt,ybt,zbt)可根据捷联惯导组件解算的位移得到。打击点在平移坐标系中的坐标为(x1t,y1t,z1t)，可由下式得到：
计算程控指令θg、ψg：
步骤2、根据程控指令，获得水雷载荷指向打击点的单位速度矢量在水雷的导航坐标系中的分量。
步骤3、将水雷载荷指向打击点的单位速度矢量在水雷的导航坐标系中的分量转换到水雷的雷体坐标系，得到水雷载荷指向打击点的单位速度矢量在水雷的雷体坐标系中的分量
其中
步骤4、计算俯仰稳定控制指令up、偏航稳定控制指令uy以及横滚稳定控制指令uy。
其中，
步骤5、对俯仰稳定控制指令up、偏航稳定控制指令uy和横滚稳定控制指令ur进行限幅计算，得到俯仰稳定控制指令中间量up1、偏航稳定控制指令中间量uy1、横滚稳定控制指令中间量ur1。
设定k为迭代次数，k为非负整数，k初值取0。
步骤6、分别执行俯仰通道多指令迭代计算过程、偏航通道多指令迭代计算过程以及横滚通道多指令迭代计算过程。
俯仰通道舵指令迭代计算过程为
δp(k)＝-1.4up1 0.25ωz(k)
δe(k)＝xp(k)
tc为控制周期；xp(k)为俯仰通道舵指令第一迭代中间量，初值为xp(0)＝0；δp(k)为俯仰通道舵指令第二迭代中间量，初值为δp(0)＝0，
偏航通道舵指令迭代计算过程为：
δy(k)＝-1.4uy1 0.25ωy(k)
δv(k)＝xy(k)
其中xy(k)为偏航通道舵指令第一迭代中间量，初值为xy(0)＝0；δy(k)为偏航通道舵指令第二迭代中间量，初值为δy(0)＝0，
横滚通道舵指令迭代计算过程为：
δr(k)＝-0.08ur1 0.014ωx(k)
δd(k)＝xr(k)。
其中xr(k)为横滚通道舵指令第一迭代中间量，初值为xr(0)＝0；δr(k)为横滚通道舵指令第二迭代中间量，初值为δr(0)＝0，
计算出δe(k)、δv(k)、δd(k)进行输出。
步骤7、获取步骤6输出的三通道舵指令，进行舵角分配；
水雷载荷平放时，由水雷尾看向水雷头，舵面布局的上、下、左、右四处分别安装有一路舵机，如图2所示，记为上舵、下舵、左舵和右舵。
δ1为上舵的舵角指令
δ2为下舵的舵角指令
δ3为左舵的舵角指令
δ4为右舵的舵角指令
采用δ1、δ2、δ3和δ4分别控制上舵、下舵、左舵和右舵，对预期打击点进行打击。
若未打击到预期打击点，则k自增1，返回步骤6；若打击到预期打击点，则打击过程结束。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种水雷高速打击实时修正方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、根据预期打击点及水雷载荷自身的位置信息，得到水雷载荷指向打击点的单位速度矢量的姿态角作为程控指令，包括俯仰角θg、航向角ψg；
步骤2、根据所述程控指令，获得水雷载荷指向打击点的单位速度矢量在水雷的导航坐标系中的分量；
步骤3、将水雷载荷指向打击点的单位速度矢量在水雷的导航坐标系中的分量转换到水雷的雷体坐标系，得到水雷载荷指向打击点的单位速度矢量在水雷的雷体坐标系中的分量
步骤4、计算俯仰稳定控制指令up、偏航稳定控制指令uy以及横滚稳定控制指令uy；
其中，
步骤5、对俯仰稳定控制指令up、偏航稳定控制指令uy和横滚稳定控制指令ur进行限幅计算，得到俯仰稳定控制指令中间量up1、偏航稳定控制指令中间量uy1、横滚稳定控制指令中间量ur1；
设定k为迭代次数，k为非负整数，k初值取0；
步骤6、分别执行俯仰通道舵指令迭代计算过程、偏航通道舵指令迭代计算过程以及横滚通道舵指令迭代计算过程；
所述俯仰通道舵指令迭代计算过程为
δp(k)＝-1.4up1 0.25ωz(k)
δe(k)＝xp(k)
tc为控制周期；xp(k)为俯仰通道舵指令第一迭代中间量，初值为xp(0)＝0；δp(k)为俯仰通道舵指令第二迭代中间量，初值为δp(0)＝0，
所述偏航通道舵指令迭代计算过程为：
δy(k)＝-1.4uy1 0.25ωy(k)
δv(k)＝xy(k)
其中xy(k)为偏航通道舵指令第一迭代中间量，初值为xy(0)＝0；δy(k)为偏航通道舵指令第二迭代中间量，初值为δy(0)＝0，
所述横滚通道舵指令迭代计算过程为：
δr(k)＝-0.08ur1 0.014ωx(k)
δd(k)＝xr(k)
其中xr(k)为横滚通道舵指令第一迭代中间量，初值为xr(0)＝0；δr(k)为横滚通道舵指令第二迭代中间量，初值为δr(0)＝0，
计算出δe(k)、δv(k)、δd(k)进行输出；
步骤7、获取步骤6输出的三通道舵指令，进行舵角分配；
水雷载荷平放时，由水雷尾看向水雷头，舵面布局的上、下、左、右四处分别安装有一路舵机，记为上舵、下舵、左舵和右舵；
δ1为所述上舵的舵角指令
δ2为所述下舵的舵角指令
δ3为所述左舵的舵角指令
δ4为所述右舵的舵角指令
采用δ1、δ2、δ3和δ4分别控制上舵、下舵、左舵和右舵，对所述预期打击点进行打击；
若未打击到所述预期打击点，则k自增1，返回步骤6；若打击到所述预期打击点，则打击过程结束。
技术总结