带有攻击角度和时间约束的协同制导律设计（英文）

随着近迫武器系统(CIWS)等各类反导系统的发展越来越完善,单一导弹的突防面临更大的困难。针对近迫武器系统防御特点,通过设计带有攻击时间和攻击角度约束的协同制导方式可有效突防。建立模型将制导控制问题转化为终端时刻固定,带有终端状态约束的非线性最优控制问题,利用高斯伪谱法将其转化为非线性规划问题,并用SQP方法进行求解。进而应用预测控制的思想,通过实时在线求解最优控制问题从而实现了导弹制导律的设计,通过仿真验证证明了此方法的可行性。

考虑攻击时间及空间角度约束的三维自适应滑模协同制导律设计

面向三维场景下的多导弹协同攻击机动目标问题,基于固定时间稳定理论和自适应滑模控制理论,设计考虑时间及空间约束的分布式协同制导律。在弹目视线方向上,基于固定时间一致性理论提出一种改进型自适应鲁棒协同制导律,驱动弹群以期望的攻击时刻协同拦截机动目标,并避免滑模固有的抖振问题;考虑视线法向的空间约束,基于固定时间非奇异终端滑模控制理论设计一种鲁棒自适应滑模制导律,在实现终端碰撞角约束的同时避免弹群间碰撞。通过Lyapunov稳定性理论证明闭环系统的固定时间稳定性。仿真结果表明:所设计三维协同制导律可以有效控制多发导弹在期望攻击时刻同时打击机动目标,并以期望的终端角度攻击目标。

拦截机动目标的固定时间事件触发协同制导律

针对无向通信拓扑结构下的多枚导弹考虑角度约束同时攻击机动目标的问题,提出一种事件触发控制下的固定时间收敛分布式多弹协同制导律.首先,建立导弹-目标相对运动学模型,在视线坐标系下解耦为沿视线和垂直视线两个方向.其次,在视线切向考虑时间约束,提出一种基于事件触发机制的固定时间收敛协同制导律,保证攻击时间的一致性;在视线法向上考虑空间角度约束,提出一种基于固定时间收敛理论的分布式空间协同制导律,使视线角和视线角速率快速收敛到期望值,以满足脱靶量和终端角度约束;同时,针对目标机动引起的系统扰动,采用固定时间收敛的观测器进行在线估计与补偿.利用Lyapunov理论,证明了所提出协同制导律的稳定性.最后,通过数学仿真,验证了所提出的协同制导律的有效性.

针对机动目标的三维领从协同制导律

针对多飞行器协同拦截机动目标的实际需求,提出一种三维领从时空协同制导律。在视线方向上,基于齐次度理论和固定时间稳定理论设计一种领从协同制导律,确保从飞行器与领飞行器的相对距离和相对速度在固定时间内趋于一致,并且给出一致性误差收敛时间的上界,实现多飞行器的同时刻拦截。在视线法向上为实现以特定的碰撞角度拦截目标,设计一种固定时间收敛的非奇异终端滑模制导律,实现攻击角度的固定时间收敛,并避免了制导指令奇异引起的控制饱和问题。考虑到目标的机动对制导系统产生的不利影响,引入固定时间扰动观测器对目标加速度进行前馈补偿。运用李雅普诺夫稳定性理论来证明系统的固定时间稳定特性。通过仿真实验验证所设计制导律可以有效控制多飞行器在领从框架下同时打击机动目标,并以期望的终端角度攻击目标。

一种多弹协同制导策略

在角度约束最优导引律分析的基础上,设计了一种多弹协同制导律,将其应用到对空运动目标攻击过程中,分析了导弹剩余飞行时间估计方法和领弹与从弹选择策略,通过仿真,验证了对运动目标协同攻击的可行性。

基于贝塞尔曲线的飞行器末端协同制导

针对无动力飞行器末端协同制导问题,采用轨迹成型和预测校正方法,提出了一种基于贝塞尔曲线和数值计算方法的协同制导律,可实现多飞行器终端攻击时间和攻击角度的精确控制。基于轨迹成型的思想,采用二阶、三阶贝赛尔曲线分别设计飞行器纵、侧向轨迹,根据终端切线方向满足终端角度约束,跟踪曲线完成轨迹跟踪制导。利用数值积分直接预测飞行时间,以改进割线法校正侧向贝赛尔曲线参数满足时间约束,在线不断更新轨迹参数实现时间闭环控制。数值仿真表明,该方法可有效约束终端攻击角度与攻击时间,在扰动条件下具有一定精度和鲁棒性。