基于快速非奇异终端滑模的多弹协同制导律设计

发布时间：2021-10-17 15:10

　　针对空空导弹协同攻击高速大机动目标问题,提出了一种带有期望攻击角约束的多弹协同制导律。首先,在纵向平面内建立弹-目几何关系,建立含有攻击角约束的导弹视线方向和视线法向方向的多弹协同制导模型;其次,针对视线方向制导模型,基于代数图论和有限时间一致性理论设计了视线方向上的协同制导律,保证3枚导弹能够实现对目标的协同攻击,并利用现有观测器对目标的机动能力进行估计;再次,基于快速非奇异终端滑模控制理论设计了视线法向方向上的制导律,保证3枚导弹均能够精确命中目标,同时保证弹-目的视线角收敛到期望的终端视线角,视线角速率收敛到0;最后,仿真验证了所设计制导律的有效性。 

【文章来源】：航空兵器. 2020,27(03)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

多弹协同攻击示意图

C=[ 0 1 0 1 0 1 0 1 0 ]?????? ??? (20)导弹视线方向的制导律参数选取如下: ψ1(x)=ψ2(x)=x, α1=0.6, α2=0.75。 导弹视线法向方向的制导律参数选取如下: α=5/3, β=5, λ=1.2, k1=3, k2=2。

图3为惯性系下的弹-目运动轨迹曲线, 从图中可以看出, 采用本文设计的协同制导律, 3枚导弹能够同时命中目标, 弹道无交叉, 导弹不会相互碰撞。 图4为弹-目相对距离曲线, 同样可以看出, 在3枚导弹初始弹-目距离不相同的情形下, 采用本文设计的制导律, 在大约15 s左右, 3枚导弹实现了弹-目距离协同, 3枚导弹能够同时命中目标。 图5为导弹的速度曲线, 可以看出, 为了实现对高速大机动目标的协同攻击, 3枚导弹的速度需要按照视线方向过载指令进行变化。 图6为导弹视线方向过载曲线, 可以看出, 导弹在视线方向的最大过载为10g, 在攻击高速大机动目标时, 导弹在视线方向的过载没有发生饱和, 且视线方向过载曲线变化平稳。 图7为导弹视线法向方向过载曲线, 在视线方向的法向, 导弹最大过载为30g, 在初始阶段, 导弹为了尽快调整弹-目相对位置关系, 视线法向方向过载发生了大约5 s的过载饱和现象, 5 s之后视线法向方向过载变化非常平稳, 在制导末段接近为0, 保证能够命中目标。 从表2可以看出, 3枚导弹的脱靶量均很小。 因此, 根据上述仿真结果可以看出, 针对高速大机动目标, 利用本文设计的协同制导律, 能够实现对目标的精确协同攻击。图4 弹-目相对距离曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]自主化——机载导弹重要的发展方向[J]. 樊会涛,闫俊.  航空兵器. 2019(01)
[2]从空海联合作战看美国空空导弹发展[J]. 郭正玉,刘琪.  航空兵器. 2018(06)
[3]带有攻击角约束的多导弹协同制导律[J]. 宋俊红,宋申民,徐胜利.  中国惯性技术学报. 2016(04)
[4]航天器自适应快速非奇异终端滑模容错控制[J]. 韩治国,张科,吕梅柏,郭小红.  航空学报. 2016(10)

博士论文
[1]基于有限时间和滑模理论的导引律及多导弹协同制导研究[D]. 周慧波.哈尔滨工业大学 2015

硕士论文
[1]多导弹协同作战目标分配和制导律研究[D]. 李强.哈尔滨工业大学 2017



本文编号：3441968