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Advanced optimal guidance law with maneuvering targets
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作者 WEN Qiu-qiu XIA Qun-li LI Ran 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2014年第1期8-15,共8页
Based on optimal theory, the advanced optimal guidance law (AOGL) is derived for the interception endgame of maneuvering targets in step mode. The guidance system dynamics, target maneuvering dynamics and accelerati... Based on optimal theory, the advanced optimal guidance law (AOGL) is derived for the interception endgame of maneuvering targets in step mode. The guidance system dynamics, target maneuvering dynamics and acceleration, gravity acceleration are considered and their effects are dy- namically cancelled out in guidance law. A four states Kalman filter is designed to estimate the re- quired states for AOGL. Simulation results show the AOGL is less sensitive to errors caused by target maneuvering and guidance system lag, and it needs less missile acceleration in most time of guidance especially at the end of intercept than other guidance laws. Especially its acceleration is zero at the end of intercept when attacking maneuvering target. 展开更多
关键词 target maneuvering optimal guidance law system aerodynamic miss distance
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Modified rolling guidance law for single moving mass controlled reentry vehicle against maneuvering target with impact angle constraints 被引量:1
2
作者 Guanlin LI Ming YANG +1 位作者 Songyan WANG Tao CHAO 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第6期226-239,共14页
This paper deals with the problem of guidance law design for the single moving mass controlled reentry vehicle when impact angle constraints and maneuvering target are taken into consideration.More specifically,a modi... This paper deals with the problem of guidance law design for the single moving mass controlled reentry vehicle when impact angle constraints and maneuvering target are taken into consideration.More specifically,a modified rolling guidance law is proposed with the interactive virtual target and the landing point prediction strategy.First,considering the fact that the roll channel can be controlled directly,the relative motion between the single moving mass controlled reentry vehicle and the target is described by the error angle between the relative velocity and the line-ofsight.Second,a nonlinear error angle command is given to reduce the rotation rate.To satisfy impact angle constraints,an interactive virtual target is presented and the‘‘S”formed velocity of the virtual target is given to abate the error angle tracking difficulty at the final stage of the reentry phase.Then,the landing point prediction strategy is employed and the motion variation trend is also taken into consideration.As the maneuvering target is replaced with the predicted landing point,the error angle tracking difficulty caused by the target velocity decreases,which is helpful to meet impact angle constraints and improve guidance accuracy at the same time.Finally,the finite-time rolling guidance law is proposed and proved via Lyapunov stability theorem.Compared with the existing method,lower-speed rotation,smaller missing distance and less impact angle errors are obtained,which can be demonstrated by numerical simulations. 展开更多
关键词 reentry vehicles guidance law Impact angle maneuvering target Finite-time convergence
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一种适用于攻击地面固定目标的最优再入机动制导律 被引量:79
3
作者 陈克俊 赵汉元 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第1期1-7,共7页
本文运用飞行力学原理和现代控制理论,对攻击地面固定目标的飞行器的再入机动制导方法进行了研究。在考虑飞行器命中目标时有落地速度和速度倾角要求的条件下,推导出了一种适用于攻击地面固定目标的最优再入机动导引律。并通过模拟计... 本文运用飞行力学原理和现代控制理论,对攻击地面固定目标的飞行器的再入机动制导方法进行了研究。在考虑飞行器命中目标时有落地速度和速度倾角要求的条件下,推导出了一种适用于攻击地面固定目标的最优再入机动导引律。并通过模拟计算分析论证了该制导规律的正确性。 展开更多
关键词 制导 再入机动 最优导引规律
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机动再入飞行器主动段再入点约束闭路制导研究 被引量:8
4
作者 王小虎 陈翰馥 刘锋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期37-41,51,共6页
基于机动再入飞行器再入制导段控制条件苛刻和难度大 ,必须为飞行器创造最佳的再入条件。本文对具有再入点约束的主动段闭路制导律进行了研究。根据飞行器椭圆弹道的性质、飞行器再入条件、球面几何和不动点原理给出了理想弹道的计算算... 基于机动再入飞行器再入制导段控制条件苛刻和难度大 ,必须为飞行器创造最佳的再入条件。本文对具有再入点约束的主动段闭路制导律进行了研究。根据飞行器椭圆弹道的性质、飞行器再入条件、球面几何和不动点原理给出了理想弹道的计算算法。为使飞行器能在主动段很快地进入到理想弹道上 ,系统采用了非线性的推力向量控制及预测制导方法。通过对新型号再入飞行器的制导系统的设计与仿真 。 展开更多
关键词 机动再入飞行器 再入点 闭路制导 再入制导 制导律 主动段 显式制导
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带落角约束的再入机动弹头的变结构导引律 被引量:13
5
作者 胡正东 曹渊 蔡洪 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期393-398,共6页
针对再入机动弹头垂直打击目标的要求,研究了具有末端落角约束的变结构导引律。该导引律包括俯冲平面内的制导方程和转弯平面内的制导方程,通过采用准滑动模态控制削弱抖振的影响。通过数学仿真,分析了四个制导参数对制导效果的影响,探... 针对再入机动弹头垂直打击目标的要求,研究了具有末端落角约束的变结构导引律。该导引律包括俯冲平面内的制导方程和转弯平面内的制导方程,通过采用准滑动模态控制削弱抖振的影响。通过数学仿真,分析了四个制导参数对制导效果的影响,探讨了利用遗传算法离线优化制导参数的可行性,检验了最优制导参数的制导效果对不同初始状态偏差的敏感性。仿真结果表明,与最优导引律相比,变结构导引律具有较强的鲁棒性,在干扰影响下仍能保持较高的制导精度。 展开更多
关键词 再入机动弹头 末端落角约束 变结构导引律 准滑动模态控制 遗传算法 最优导引律
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具有终端角度约束的机动再入飞行器的最优制导律 被引量:27
6
作者 陈海东 余梦伦 董利强 《航天控制》 CSCD 北大核心 2002年第1期6-11,共6页
对具有终端角度约束的机动再入飞行器的最优制导律进行了研究,提出了一种角度反馈形式的最优制导律,并与已有的角速度反馈形式的最优制导律进行了比较研究,所得到的结论对机动再入飞行器制导律的选择具有参考价值。
关键词 最优导引规律 机动再入飞行器 终端角度约束 角度反馈
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再入机动弹头的速度控制 被引量:9
7
作者 赵汉元 陈克俊 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第2期11-17,共7页
本文详细地讨论了再入机动弹头的速度控制问题。根据优化原理找到了对固定目标进行攻击的最优制导规律,讨论了理想速度曲线的设计方法,以及具体实施减速控制的方法。仿真计算表明,对落速控制的精度是较高的。
关键词 制导 速度控制 再入机动弹头
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随机最优控制理论在再入机动弹头制导中的应用 被引量:7
8
作者 王洪强 方洋旺 周晓滨 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2008年第3期92-95,共4页
建立了机动再入弹头攻击地面目标的随机数学模型,根据再入机动弹头攻击目标的要求,选择合理的代价函数和控制量的约束方程,利用随机最优控制理论,结合再入弹头的运动学与动力学方程,获得再入弹头的最优制导律.该制导律在存在状态噪声和... 建立了机动再入弹头攻击地面目标的随机数学模型,根据再入机动弹头攻击目标的要求,选择合理的代价函数和控制量的约束方程,利用随机最优控制理论,结合再入弹头的运动学与动力学方程,获得再入弹头的最优制导律.该制导律在存在状态噪声和观测噪声的情况下能有效完成再入机动弹头的制导,并使系统满足一定的约束条件.将此最优制导算法应用到某型再入弹头,通过计算机仿真验证了算法的正确性. 展开更多
关键词 随机最优控制 最优制导律 再入弹头
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基于自抗扰控制的导弹三维制导规律 被引量:5
9
作者 肖增博 雷虎民 +1 位作者 宋龙 徐剑芸 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期548-552,563,共6页
针对导弹制导系统中存在模型不确定性和外部扰动的特点,提出了利用自抗扰控制器设计导弹三维制导规律的新方法。在建立导弹三维制导模型的基础上,把系统非线性部分、回路间耦合项以及目标机动加速度视为对制导系统的未知总扰动,从而将... 针对导弹制导系统中存在模型不确定性和外部扰动的特点,提出了利用自抗扰控制器设计导弹三维制导规律的新方法。在建立导弹三维制导模型的基础上,把系统非线性部分、回路间耦合项以及目标机动加速度视为对制导系统的未知总扰动,从而将模型变换为适于自抗扰控制的仿射系统。通过为俯仰和偏航回路分别引入自抗扰控制器,实现了双回路的动态解耦,并使系统对扰动具有很好的适应能力,同时应用粒子群优化算法进行了控制器参数的自寻优设计。这种方法不依赖于系统精确的数学模型,且不需太多的观测信息。仿真结果表明,对于机动逃逸目标,该制导规律仍能取得很好的跟踪性能和鲁棒性。 展开更多
关键词 制导规律 自抗扰控制 粒子群优化 机动目标 解耦控制 鲁棒性
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再入飞行器的终端角度约束制导律设计 被引量:3
10
作者 郭建国 水尊师 +1 位作者 周凤岐 周军 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第SA期1081-1083,共3页
在考虑飞行器命中目标时有落地速度和速度倾角的要求条件下,基于零化再入飞行器和目标视线角速率的思想,设计得到了一种适用于攻击地面固定目标的最优再入制导律。该方法利用最优控制理论的思想方法,不仅使飞行器命中目标时满足了终端... 在考虑飞行器命中目标时有落地速度和速度倾角的要求条件下,基于零化再入飞行器和目标视线角速率的思想,设计得到了一种适用于攻击地面固定目标的最优再入制导律。该方法利用最优控制理论的思想方法,不仅使飞行器命中目标时满足了终端角度约束的条件,而且保证了再入飞行器机动速度损失最小。该方法简单,易于理解,便于工程应用,数字仿真验证了所提出的制导律的正确性和有效性。 展开更多
关键词 终端角度约束 再入飞行器 最优制导律
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多约束条件下机动飞行器末段最优制导律研究 被引量:4
11
作者 严东升 张曦 +2 位作者 李强 贾平会 李军 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2019年第3期63-67,共5页
针对多约束条件下机动飞行器末段制导问题,提出一种基于最优制导策略的工程化方法。考虑末端位置、倾角约束及过载需求,首先建立末制导线性动力学模型,通过控制法向速度保证末端倾角;然后基于最优控制理论,在性能指标中引入剩余飞行时... 针对多约束条件下机动飞行器末段制导问题,提出一种基于最优制导策略的工程化方法。考虑末端位置、倾角约束及过载需求,首先建立末制导线性动力学模型,通过控制法向速度保证末端倾角;然后基于最优控制理论,在性能指标中引入剩余飞行时间幂函数,应用 Schwartz 不等式定理推导出加速度指令表达式,对其进行化简,得到便于工程应用的形式;通过分析制导阶次对飞行过载及弹道特性的影响得到制导律权系数的特性变化;最后给出末段制导策略设计方法。仿真结果表明,通过合理设计制导阶次,制导律可以降低末端过载,满足飞行器机动需求、命中精度及倾角约束。 展开更多
关键词 倾角约束 机动飞行 制导阶次 最优制导律 Schwartz 定理
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基于奇异摄动的最优滑翔制导律 被引量:3
12
作者 胡锡精 严卫钢 黄雪梅 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期307-312,共6页
针对高超声速滑翔式再入飞行器轨迹优化和制导关键技术,设计了一种新型的最优滑翔制导律。首先,通过对再入飞行器运动学、动力学状态变量变化特点的假定,将其进行三个快慢时间尺度的划分;然后,应用最优控制理论分别求解三个不同时间尺... 针对高超声速滑翔式再入飞行器轨迹优化和制导关键技术,设计了一种新型的最优滑翔制导律。首先,通过对再入飞行器运动学、动力学状态变量变化特点的假定,将其进行三个快慢时间尺度的划分;然后,应用最优控制理论分别求解三个不同时间尺度上的子问题,得到其解析解;在此基础上,基于奇异摄动方法,设计出具有闭环反馈形式的最优滑翔制导律;最后,对所求制导律的有效性进行了数学仿真验证。仿真结果表明:该制导律能在三维空间内导引再入飞行器朝目标方向最远距离滑翔飞行;该算法得出的闭环解析解满足制导过程中实时计算需求,具有工程应用前景。 展开更多
关键词 再入飞行器 奇异摄动 最优制导律 高超声速滑翔 三维
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考虑目标机动及修正动力学的最优制导律研究 被引量:2
13
作者 张文渊 郭涛 +1 位作者 夏群利 温求遒 《航天控制》 CSCD 北大核心 2016年第3期8-13,共6页
以实现对机动目标的精确打击为背景,首先基于目标常值指令机动模型,同时考虑目标机动动力学、导弹制导动力学及重力影响,采用Schwartz不等式法推导得到了一种贴近工程应用的改进最优制导律(Improved Optimal Guidance Law),然后对该制... 以实现对机动目标的精确打击为背景,首先基于目标常值指令机动模型,同时考虑目标机动动力学、导弹制导动力学及重力影响,采用Schwartz不等式法推导得到了一种贴近工程应用的改进最优制导律(Improved Optimal Guidance Law),然后对该制导律的加速度指令特性与制导脱靶量进行了分析。仿真结果表明,改进最优制导律的加速度指令在大部分末导时间内都小于其他制导律,在末端攻击时刻其加速度指令接近零值。其制导脱靶量不受目标机动和末导时间的影响,始终保持在零值附近,该制导律对机动目标的攻击具有较好的性能优势。 展开更多
关键词 目标机动 制导动力学 最优制导律
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一种具有速度交汇角约束的最优导引律 被引量:2
14
作者 徐兴元 郭晨鲜 +1 位作者 潘晓东 宋晓娜 《电光与控制》 北大核心 2015年第8期8-11,47,共5页
为了增强拦截弹对目标的精确打击效果,在末制导段控制拦截弹和目标的速度交汇角是一种有效的措施。提出了一种具有速度交汇角约束的拦截弹最优导引律,能够同时对脱靶量和速度交汇角进行控制。与现有的具有角度约束的导引律不同,所提出... 为了增强拦截弹对目标的精确打击效果,在末制导段控制拦截弹和目标的速度交汇角是一种有效的措施。提出了一种具有速度交汇角约束的拦截弹最优导引律,能够同时对脱靶量和速度交汇角进行控制。与现有的具有角度约束的导引律不同,所提出的导引律适用于拦截高速机动目标,而且在满足厘米级脱靶量的情况下,拦截弹在交汇点处不需要过大的横向加速度指令。仿真结果证明了这种导引律的有效性。 展开更多
关键词 拦截弹 速度交汇角 最优导引律 目标机动
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弹着时间可控的机动目标多弹协同制导律 被引量:16
15
作者 张功 李帆 +1 位作者 赵建辉 张文朋 《指挥控制与仿真》 2010年第1期52-55,共4页
针对机动目标的多导弹齐射攻击,运用最优控制和卡尔曼滤波理论探索机动目标下弹着时间可控制导律问题。设计了一种最优弹着时间可控的制导律,它由指定弹着时间和预计弹着时间的误差作为反馈信号与传统比例制导律结合推导得出,称之为弹... 针对机动目标的多导弹齐射攻击,运用最优控制和卡尔曼滤波理论探索机动目标下弹着时间可控制导律问题。设计了一种最优弹着时间可控的制导律,它由指定弹着时间和预计弹着时间的误差作为反馈信号与传统比例制导律结合推导得出,称之为弹着时间可控制导律(Impact-time-control Guidance Law,简称ITCG),同时利用卡尔曼滤波估计了目标加速度。通过对作战模型情况的仿真,可以看出这种新型的制导律应用于引导多发导弹以指定时间同时攻击目标时的有效性和可行性。 展开更多
关键词 目标机动 制导律 最优控制 仿真
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考虑雷达导引头前馈补偿的一体化制导方法 被引量:2
16
作者 杨哲 林德福 祁载康 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1352-1359,共8页
针对大机动目标使空空导弹雷达导引头跟踪误差加大和制导精度下降的问题,提出了一种考虑雷达导引头前馈补偿的一体化制导方法。针对机动目标,构造视线角速度前馈补偿回路,对雷达导引头角跟踪系统进行补偿,提高导引头响应速度,降低跟踪... 针对大机动目标使空空导弹雷达导引头跟踪误差加大和制导精度下降的问题,提出了一种考虑雷达导引头前馈补偿的一体化制导方法。针对机动目标,构造视线角速度前馈补偿回路,对雷达导引头角跟踪系统进行补偿,提高导引头响应速度,降低跟踪误差角。基于视线坐标系设计一体化制导算法,采用卡尔曼滤波器对弹目视线角速度和目标加速度进行估计,将视线角速度信息前馈补偿到导引头跟踪回路中,将目标加速度信息补偿到最优制导律中,同时实现雷达导引头视线角快速跟踪和最优制导律制导信息提取。仿真结果表明,一体化制导算法可同时实现对导引头视线角速度和目标机动的估计,从而提高制导精度。 展开更多
关键词 雷达导引头 机动目标 角跟踪回路 最优制导律 一体化制导方法
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再入弹道解析算法在新型制导律上的应用研究 被引量:1
17
作者 高长生 荆武兴 郑立伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1219-1223,共5页
提出了一种再入飞行器新型预测制导方法。在弹道始端,所有方向的总升力组成一个垂直于再入体速度的平面,称该平面上任意方向的速度增量引起预测落点的变化矢量为虚位移。通过对最优虚位移的搜索,获得总升力的最佳方向。然后,针对该制导... 提出了一种再入飞行器新型预测制导方法。在弹道始端,所有方向的总升力组成一个垂直于再入体速度的平面,称该平面上任意方向的速度增量引起预测落点的变化矢量为虚位移。通过对最优虚位移的搜索,获得总升力的最佳方向。然后,针对该制导方法需要预测弹道落点这一情况,给出了再入弹道的解析解。最后,将具有模型简化误差的解析弹道算法应用到该制导律中,仿真发现:经制导控制后最终落点误差从40公里减小到10米。结果表明:在解析法再入弹道存在模型简化误差的情况下,该制导律仍然可以执行。 展开更多
关键词 再入飞行器 制导律 再入弹道 解析算法 最优化
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新型制导律在变质心再入飞行器中的应用 被引量:1
18
作者 高长生 李瑞康 荆武兴 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期6-10,共5页
研究了变质心再入飞行器动力学模型以及精确制导两方面的问题.基于分析力学中的虚位移原理,设计了一种再入飞行器新型最优制导律。采用解析法预测弹道落点,通过对最优虚位移的搜索,求解出总升力的最佳方向.推导了变质心动力学模型,以质... 研究了变质心再入飞行器动力学模型以及精确制导两方面的问题.基于分析力学中的虚位移原理,设计了一种再入飞行器新型最优制导律。采用解析法预测弹道落点,通过对最优虚位移的搜索,求解出总升力的最佳方向.推导了变质心动力学模型,以质量块为制导控制系统的执行机构,实现变质心再入飞行器的机动飞行.研究发现:质心变化引起的附加力矩是气动稳定力矩系数的函数;该制导律对过载并无要求。仿真结果表明:平均计算3次解析弹道即可完成一次制导指令,经制导控制后最终落点误差在10 m以内. 展开更多
关键词 再入飞行器 制导律 再入弹道 最优化 质量矩 变结构控制
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再入飞行器高空机动飞行的最优制导律分析 被引量:1
19
作者 朱永文 韩小斌 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2002年第3期10-13,共4页
研究了在降弧段进行高空机动的再入飞行器最优制导律。给出了一种新的飞行器运动数学模型和这一模型下的最优制导律以及再入飞行器发动机工作时间、过载系数和估算方法。解算结果表明 ,该模型和制导律可用于再入飞行器的高空机动飞行控制。
关键词 再入飞行器 高空机动飞行 最优制导律 天地往返运输系统 航天器
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智能化最优滑模制导律研究 被引量:1
20
作者 井建辉 杨军 +1 位作者 张延生 贾海鹏 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第S3期122-124,127,共4页
针对机动目标的空间拦截问题,文中介绍了一种对参数摄动和外干扰具有鲁棒性的最优滑模制导律,并对其智能化实现方法进行了研究。仿真结果表明,这种智能化的最优滑模制导律对于机动目标具有较好的拦截效果。
关键词 机动目标 最优滑模制导律 智能化
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