拦截跳跃式机动目标制导律设计,这是一篇与制导论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
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摘 要： 针对攻击型临近空间飞行器的跳跃机动突防对常规拦截导弹提出的挑战, 本文首先建立了视线坐标系下的三维弹-目相对运动方程, 引入目标跳跃幅度变化率估计目标跳跃机动的能力, 基于滑模变结构控制理论, 设计了随弹-目距离和目标跳跃幅度变化率自适应调节的滑模趋近律, 推导了视线坐标系下导弹的三维制导律. 其次, 采用轨控直接力控制技术, 设计了直接力/气动力复合控制的分配方案. 仿真结果表明： 采用该制导律和控制策略的拦截弹能够精确拦截高速、 大机动目标, 同时拦截弹弹道平缓, 需用过载和能量消耗均较小.
关键词： 临近空间飞行器； 跳跃机动； 拦截弹； 滑模变结构制导律； 直接力/气动力复合控制
中图分类号： TJ765文献标识码： A文章编号： 1673-5048（2015）05-0023-05
Abstract： A nonlinear guidance law is proposed to confront the challenge of offensive nearspace vehicles. Firstly, 3D relative motion equations of missile and target are built in sight coordinate system. The gradient of target jump range is introduced to estimate its maneuverable capability. An adaptive sliding mode reaching law varying with the gradient of target jump range and the distance between missile and target is designed. 3D guidance law in sight coordinate system is got based on sliding mode control theory. Secondly, the allocation strategy of reactionjet/aerodynamic multicontrol is designed and trajectorycontrol lateraljets control technology is used in the terminal phase. Simulation results show that interceptor using this guidance law and control strategy can hit hypersonic and high maneuvering target accurately. Meanwhile the flight ballistics is smoother and required overload is lesser as well as energy consumption.
Key words： nearspace vehicle； jumping maneuvers； interceptor； sliding mode guidance law； reactionjet/aerodynamic multicontrol
0引言
随着临近空间[1]概念的提出和临近空间飞行器[2-3]不断取得技术上的突破, 未来的战争将是海、 陆、 空、 天一体化的战争. 采用助推-滑翔飞
行方案的高超声速临近空间飞行器, 可大幅节省燃料, 同时跳跃式机动弹道能够显著提高突防能力, 这种弹道被称为桑格尔弹道[4]. 由于采用桑格尔弹道的临近空间飞行器具有高速、 大机动特性, 给一般拦截弹的拦截提出了挑战. 本文针对这种临近空间飞行器设计了轨控式直/气复合拦截弹的三维滑模变结构制导律.
有关拦截弹的制导律研究, 文献[5-6]分别引入预测交班点和预测拦截点的概念设计中制导律, 由于临近空间飞行器作高速跳跃机动, 采用预测制导技术将会造成较大误差, 导致拦截失败. 文献[7]基于状态相关Riccati方程设计了最优滑模制导律, 在已知目标最大机动加速度的情况下, 该制导律能够对机动目标具有良好的鲁棒性. 文献[8]采用TakagiSugeno线性模糊模型描述弹-目相对运动方程, 并用非线性模糊H∞制导律消除误差和外界干扰的影响, 然后采用线性矩阵不等式技术设计了考虑控制约束的H∞最优制导律. 文献[9]采用最优控制理论, 以最小化控制能量和中末交班时刻速度前置角作为性能指标设计拦截机动目标的中制导律. 由于导弹动力学模型的高度非线性, 发动机和气动力的存在增加了其复杂度, 使得两点边值问题的求解无法在弹上实时完成. 文献[10]采用卡尔曼滤波器对蛇形机动目标特性进行在线估计, 推导了最优数值制导律. 由于卡尔曼滤波技术算法复杂, 且需要精确知道系统模型和噪声统计特性, 不利于在导弹攻防对抗过程中使用. 文献[11]在修正极坐标系中采用滑模变结构控制理论设计了对蛇形机动目标的制导算法. 文献[12]在三维最优制导律的基础上, 加入和目标加速度成比例的修正项以拦截大机动目标, 但在弹-目对抗过程中, 不易获得目标加速度.
本文首先建立了视线坐标系中的三维弹-目相对运动方程, 设计了随目标跳跃幅度和弹-目距离自适应变化的滑模趋近律, 推导了三维滑模制导律, 然后采用轨控直接力控制技术, 给出了直接力/气动力的分配方案. 以某型临近空间飞行器为拦截目标, 进行弹-目攻防对抗飞行仿真, 大量仿真结果表明, 该制导律和控制策略能够使拦截弹精确命中高速、 大机动临近空间飞行器等目标.
1数学模型
结论：大学硕士与本科制导毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写精确制导过程方面论文范文。
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