基于变结构控制的空空导弹末制导律研究

发布时间：2020-06-26 01:52

【摘要】：经典导引律中的比例导引律由于其控制简单,所需测量量少,在工程上得到了广泛应用。随着技术的不断发展,新型导弹为了能够适应大范围作战,不断提高自身过载能力、增强机动性。在这种形势下,必须寻求一种新的导引方法来提高制导精度。本文以空空导弹为研究对象,采用变结构控制策略,结合局部稳定性理论,利用获得的有限信息,针对大机动运动目标,对其末制导律设计进行分析研究。本文主要研究了以下几方面内容:首先,建立二维平面下弹目间相对运动的数学模型,结合有限时间收敛和局部稳定性理论,设计了一种局部有限时间收敛导引律,解决了一般控制系统设计中要求系统全局收敛的问题,并对拦截区域进行了理论分析,设计过程中,将目标的机动加速度视为有界干扰,通过Lyapunov函数证明了系统最终收敛。分别考虑目标做正弦和方波机动情况,仿真结果表明该方法的有效性。其次,考虑到自动驾驶仪对制导精度的影响,在导引律设计过程中,将自动驾驶仪考虑为一阶惯性环节,设计了考虑自动驾驶仪一阶动态特性的导引律。由于实际情况中,自动驾驶仪具有高阶动态特性,又将其考虑为二阶惯性环节,再次设计了考虑自动驾驶仪二阶动态特性的导引律;针对目标的机动加速度不可测情况,同样对其设定一个上界。仿真结果表明,当把自动驾驶仪考虑成高阶惯性环节后,具有更高的制导精度。最后,考虑到在三维空间下建立弹目间相对运动数学模型更符合实际情况,采用滑模变结构控制和局部稳定性理论相结合的方法,设计一种基于局部稳定的滑模变结构导引律,由于目标的机动加速度一般不可测,实际中都是根据工程经验设定一个上界值,因此,进一步通过采用自适应控制的方法来对目标的机动加速度进行实时估计。仿真结果表明在该导引律作用下,导弹的弹道更加平滑,脱靶量更小。
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ765
【图文】：

模型图,相对运动,三维空间,模型图

避免了状态变量的非线性变换[64]。性变换，本节的弹目相对运动方程在三维球，目标机动加速度大小不能测量的情况，将际情况下，导弹系统内部也可能出现结构参度和结构参数摄动统一看做是外部干扰来处有一定的鲁棒性。而滑模变结构控制具有对对简单，在导引律设计中得到了广泛的研究开关函数，而开关函数的非连续性使得滑模弱抖动，滑模控制律中的开关函数一般用连上降低了抖动的幅度和频率，使系统性能得导弹-目标相对运动模型运动示意图如图 5-1 所示。

模型图,相对运动,三维空间,模型图

【参考文献】