主动防御的滑模制导算法研究

针对主动防御中基于线性化模型设计的制导算法在较大前置角偏差下性能较差的问题,提出防御弹的单向协同滑模制导算法和目标、防御弹的双向协同滑模制导算法。建立了目标、防御弹和拦截弹的相对运动学模型和线性化模型。在目标机动不依赖于防御弹场景下,基于滑模控制理论,选取零控脱靶量(Zero Effort Miss,ZEM)作为滑模面,设计了防御弹的单向协同滑模制导算法。为了进一步提高性能,选取ZEM和零控相对速度(Zero Effort-Velocity,ZEV)作为滑模面,设计了目标、防御弹的双向协同制导算法。通过大量的仿真算例,验证了提出的制导算法的有效性和鲁棒性。

主动防御的自适应最优协同制导律

针对目标飞行器发射防御弹打击来袭拦截弹的主动防御问题,提出了一种防御弹的自适应最优协同制导律.首先,假设目标采用一次切换的Bang-Bang机动、防御弹已知目标状态和机动策略.接着,考虑拦截弹的制导策略未知且存在量测噪声的情况,利用基于无迹卡尔曼滤波的多模型自适应滤波器估计拦截弹状态.然后,运用最优控制理论设计了防御弹的自适应最优协同制导律.由于目标BangBang机动的切换时间影响防御弹的控制能量,基于此,利用遗传算法优化切换时间.仿真结果表明利用自适应多模型估计器能够快速估计拦截弹的制导律、导航系数、距离、视线角、加速度、航向角和速度.当防御弹使用传统比例制导律失效时,利用所提方法,防御弹能够以不超过7 g的机动精确地打击拦截弹;在优化了目标Bang-Bang机动切换时间后,防御弹可以以不超过3 g的机动打击拦截弹.