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基于二阶滑模控制的微分几何制导律

发布时间:2018-02-23 01:25

  本文关键词: 制导 微分几何 二阶滑模控制 曲率指令 挠率指令 出处:《系统工程与电子技术》2017年04期  论文类型:期刊论文


【摘要】:针对机动目标拦截设计了一种零化视线角速率的微分几何制导律。首先,基于古典微分几何原理,对弹目拦截的空间几何关系进行分析,建立了弹目拦截的相对运动学模型;其次,针对外界干扰对非线性仿射系统的影响,设计了二阶滑模变结构控制器,并对控制器的稳定性和有限时间收敛性进行了分析。再次,以二阶滑模控制器为基础,将目标机动作为外界扰动项,基于零化视线角速率的思想设计微分几何制导律。为克服解耦条件下带来的信息丢失,利用李群理论,给出了非解耦条件下导弹制导曲率指令和挠率指令的计算方法,同时为避免拦截过程中制导指令出现奇异,对拦截的初始条件进行了研究,给出了导弹拦截目标的捕获条件。最后仿真表明,所设计的微分几何制导律制导精度高,拦截时间短,过载变化较为平稳,相对于传统的非线性微分几何制导律,大大提升了制导性能。
[Abstract]:A differential geometric guidance law with zero line-of-sight rate is designed for maneuvering target interception. Firstly, based on the classical differential geometry principle, the spatial geometric relationship of missile and target interception is analyzed, and the relative kinematics model of missile target interception is established. Secondly, the second order sliding mode variable structure controller is designed for the influence of external disturbance on nonlinear affine system, and the stability and finite time convergence of the controller are analyzed. Thirdly, based on the second order sliding mode controller, Taking target maneuvering as an external disturbance, a differential geometric guidance law is designed based on the idea of zero line-of-sight rate. In order to overcome the information loss brought by decoupling, Li Qun theory is used. The calculation method of missile guidance curvature instruction and torsion instruction under the condition of non-decoupling is given. In order to avoid the singularity of guidance instruction in the course of intercepting, the initial conditions of intercepting are studied. Finally, the simulation results show that the designed differential geometric guidance law has the advantages of high guidance accuracy, short interception time and steady overload variation, compared with the traditional nonlinear differential geometric guidance law. The guidance performance is greatly improved.
【作者单位】: 空军工程大学防空反导学院;
【基金】:国家自然科学基金(61573374) 航空科学基金(20150196006)资助课题
【分类号】:TJ765.3

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本文编号:1525791

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