带末端攻击角度约束的三维一体化制导控制律

针对某些导弹要求限制末端攻击角度的作战要求,基于滑模控制控制方法,提出一种带末端攻击角度约束的三维一体化制导控制律。建立导弹在俯仰平面和偏航平面内控制一体化模型,然后对所建立的数学模型进行非线性坐标变换,变换成适于应用非线性控制方法设计的标准型。通过滑模控制方法,设计了能使导弹能以期望攻击角度命中目标的三维一体化制导控制律。为验证所提出一体化设计方案的有效性,进行仿真实验。仿真结果证明所提出的一体化制导控制律能导引导弹以期望攻击角度命中目标的同时,使得导弹自身的状态保持稳定。

具有末端攻击角度约束的新型末制导研究

为了实现打击效果最优化,制导方法不仅要能获得最小的脱靶量而且要能够按照一定的期望攻击角度对目标实施打击。针对末端攻击角度约束这种特殊作战要求,详细推导弹目相对运动方程,得到了攻击角度与弹目相对运动状态相关的运动模型。基于Lyapunov方法设计了一类能够实现在全局范围内对期望攻击角度跟踪的制导方法,推导出了相应的制导律。通过数学仿真验证了该制导方法的正确性与可行性。

攻击角度约束下打击机动目标的制导律

针对某些导弹要求限制末端攻击角度的作战要求,基于滑模变结构控制理论,面向机动目标,设计了一种同时满足脱靶量和攻击角度约束要求的制导律。采用自适应滑模趋近律,并将目标机动视为干扰,利用线性变结构制导律推导出目标加速度的估计方程,并通过仿真证实了其有效性。所设计的制导律形式简单、实用。仿真结果表明,该制导律能够以期望的攻击角度命中目标,并对所提出制导律的性能进行了分析,具有一定的工程应用价值。

带初始前置角和末端攻击角约束的偏置比例导引律设计以及剩余飞行时间估计

针对导弹飞行过程中受到外部干扰导致前置角变化较大的问题,设计了满足任意初始前置角和末端攻击角度约束的偏置比例导引律,并对该导引律下系统参数的收敛性给出了证明。基于现有分段迭代求解剩余飞行时间的方法进行拓展,解决了现有分段迭代求解方法在前置角等于π/2 rad时存在奇点的问题,并用该改进方法给出了该导引律的剩余飞行时间估计。对提出的导引律和改进的分段迭代求解方法进行仿真,结果表明:该导引律能够满足任意初始前置角和末端攻击角度约束下导弹的脱靶量和末端角度要求,且在飞行末端加速度指令收敛至0;与以往研究结果相比,该导引律在前置角大于π/2 rad时能够实现对导弹的更有效控制;使用改进的分段迭代求解方法对提出的导引律进行剩余飞行时间估计,估计误差小,误差收敛快。仿真结果验证了该偏置比例导引律和剩余飞行时间估算方法的有效性。

带有末端角度和轨迹路径点约束的MPSC制导律设计

针对多约束制导问题,给出了一种同时满足末端角度约束和飞行轨迹路径点约束的模型预测扩展控制制导方法,该制导方法通过满足飞行轨迹路径点约束实现灵活调节飞行轨迹,可以大大缩短目标防御反应时间。模型预测扩展控制制导方法是基于非线性最优控制理论,给出了控制量表达式以二次形式近似时制导律的设计过程。模型预测扩展控制制导方法只能对末端时刻输出量进行约束,通过对该制导方法进行扩展,使其还可以满足飞行轨迹路径点约束。仿真结果表明,考虑飞行轨迹路径点约束时,导弹经过设定的路径点并以给定的弹道倾角命中目标。