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Efficient and accurate online estimation algorithm for zero-effort-miss and time-to-go based on data driven method
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作者 Hongxia LI Huijie LI Yuanli CAI 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第10期2311-2323,共13页
This paper introduces a novel and efficient algorithm for online estimation of zero-effortmiss and time-to-go based on data driven method.Only missile-target separations are utilized to construct the estimation models... This paper introduces a novel and efficient algorithm for online estimation of zero-effortmiss and time-to-go based on data driven method.Only missile-target separations are utilized to construct the estimation models,and a practical Fisher fusion algorithm is derived to acquire the estimates with high accuracy and computational efficiency.Further,the two parameters can be online estimated at a particular time.Meanwhile,the kinematics equations of the missile-target engagement are independent,and assumptions of the missile guidance system dynamics and behaviors of the missile and target are completely out of consideration.Moreover,the effectiveness and applicability are explicitly verified through various simulation scenarios. 展开更多
关键词 Data driven Missile-target SEPARATIONS Online estimation TIME-TO-GO zero-effort-miss
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基于零控脱靶量的大气层外拦截中制导方法研究
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作者 赵蒙 端军红 +2 位作者 王明宇 殷双斌 鲁娜 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期538-545,共8页
针对大气层外拦截器在中制导结束后还需要长时间无控飞行的情况,基于零控脱靶量思想采用最优控制理论,对拦截器和目标的相对运动关系进行了理论推导,以脱靶量和中制导加速度为性能指标,设计了一种拦截器发动机固定推进时间的中制导策略... 针对大气层外拦截器在中制导结束后还需要长时间无控飞行的情况,基于零控脱靶量思想采用最优控制理论,对拦截器和目标的相对运动关系进行了理论推导,以脱靶量和中制导加速度为性能指标,设计了一种拦截器发动机固定推进时间的中制导策略,研究了拦截器制导精度与零控脱靶量预测精度的关系,提出了调节拦截器机动过载大小的实现途径。仿真结果表明,设计的中制导律精度高、可靠性好、形式简单,在脱靶量计算得足够精确时,中制导结束后的零控脱靶量可控制在百米量级内,为拦截器以动能碰撞方式拦截目标创造了优良的末制导条件。 展开更多
关键词 制导律 中制导 拦截器 零控脱靶量
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零控脱靶量有限时间收敛制导律 被引量:8
3
作者 雷虎民 张旭 +1 位作者 董飞垚 李炯 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期136-141,共6页
针对高速机动目标的拦截问题,研究了一种考虑导弹自动驾驶仪动态特性的零控脱靶量有限时间收敛制导律。对导弹-目标三维相对运动几何关系进行解耦,并考虑导弹的自动驾驶仪动态特性,推导了一种新型三维零控脱靶量模型;在此基础上,基于自... 针对高速机动目标的拦截问题,研究了一种考虑导弹自动驾驶仪动态特性的零控脱靶量有限时间收敛制导律。对导弹-目标三维相对运动几何关系进行解耦,并考虑导弹的自动驾驶仪动态特性,推导了一种新型三维零控脱靶量模型;在此基础上,基于自适应滑模控制理论和有限时间稳定性理论,选取俯仰平面和偏航平面的零控脱靶量为滑模面,设计了零控脱靶量有限时间收敛三维自适应滑模制导律;对该制导律的稳定性和有限时间收敛特性进行了分析和证明。仿真结果表明,与比例制导律相比,所设计的制导律可使导弹的零控脱靶量在有限时间内收敛到零,且具有更高的制导精度。 展开更多
关键词 零控脱靶量 自动驾驶仪 有限时间收敛 制导律
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基于零控脱靶量的卫星末端追逃控制方法 被引量:5
4
作者 王强 叶东 +1 位作者 范宁军 吴炎烜 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1171-1176,共6页
针对拦截卫星和目标航天器都可以采用幅值受限连续推力进行轨道机动时的卫星末端拦截控制问题,由于对抗双方都会采用对自己有利的控制策略来实现追击和逃逸,因此将该问题可以看作追踪逃逸问题.由于两卫星距离较近,因此将非线性拦截逃逸... 针对拦截卫星和目标航天器都可以采用幅值受限连续推力进行轨道机动时的卫星末端拦截控制问题,由于对抗双方都会采用对自己有利的控制策略来实现追击和逃逸,因此将该问题可以看作追踪逃逸问题.由于两卫星距离较近,因此将非线性拦截逃逸相对动力学简化为CW方程.根据拦截任务终止要求引入零控脱靶矢量将动力学方程降阶,采用拦截脱靶量和燃料消耗作为二次最优目标函数,推导了卫星轨道次优控制策略.仿真表明该控制方法可以在目标卫星具有机动逃逸能力时仍能成功将其拦截. 展开更多
关键词 卫星追逃 连续推力 零控脱靶量 燃料子优控制
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考虑临近空间零控交班的指令修正中制导研究 被引量:6
5
作者 张浩强 唐胜景 +2 位作者 郭杰 刘骁 徐倩 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期483-493,共11页
针对临近空间高超声速目标防御问题,根据目标特性提出了空基巡航段防御方案。在此基础上考虑临近空间防御特点进行中末制导交班问题分析,提出交班点性能指标,并得出连接中末制导阶段的有效零控拦截交班区域(零控交班)。结合模型预测静... 针对临近空间高超声速目标防御问题,根据目标特性提出了空基巡航段防御方案。在此基础上考虑临近空间防御特点进行中末制导交班问题分析,提出交班点性能指标,并得出连接中末制导阶段的有效零控拦截交班区域(零控交班)。结合模型预测静态规划理论与防御飞行器中制导终端状态约束条件,推导了最优控制问题的解析算法并将其作为防御飞行器的指令修正制导律,针对不同任务情况进行了数值仿真。仿真结果表明,零控交班区域分析结果可满足终端小速度比交会条件。设计的中制导律在显著提高计算效率的同时满足零控交班约束,且经过Monte Carlo仿真表明对初值扰动具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 飞行器设计 零控脱靶量 交班点 模型预测静态规划 中制导
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基于零控脱靶量的大气层外拦截中制导研究 被引量:9
6
作者 汤一华 陈士橹 万自明 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2007年第3期34-37,共4页
针对大气层外拦截中段采用耗尽关机固体燃料发动机的情况,设计了基于零控脱靶量的鲁棒中制导律。推导了系统状态转移矩阵,通过数值方法求解得到考虑地球扁率J2摄动项的拦截器零控脱靶状态,在此基础上将推力分解到视线方向和垂直视线方向... 针对大气层外拦截中段采用耗尽关机固体燃料发动机的情况,设计了基于零控脱靶量的鲁棒中制导律。推导了系统状态转移矩阵,通过数值方法求解得到考虑地球扁率J2摄动项的拦截器零控脱靶状态,在此基础上将推力分解到视线方向和垂直视线方向,并根据垂直视线方向需要速度增量大小设计了推力分配比例系数,使得推力方向平稳变化且能快速减小系统的零控脱靶量。仿真表明,所设计的中制导律简单、可靠,便于工程实现,能有效提高拦截精度,并对发动机工作参数具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 大气层外拦截 零控脱靶量 中制导 状态转移矩阵
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脉冲式末制导子弹导引规律的研究 被引量:4
7
作者 寇保华 张晓今 +1 位作者 杨涛 周伟 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期28-32,共5页
对脉冲式末制导子弹攻击地面固定目标的导引规律进行了研究.在视线坐标系中建立了子弹相对运动方程,根据零效脱靶量的概念,给出了脉冲发动机的点火曲线,并得到发动机正确的推力方向.仿真计算表明,该导引规律能有效的抑制目标视线的旋转... 对脉冲式末制导子弹攻击地面固定目标的导引规律进行了研究.在视线坐标系中建立了子弹相对运动方程,根据零效脱靶量的概念,给出了脉冲发动机的点火曲线,并得到发动机正确的推力方向.仿真计算表明,该导引规律能有效的抑制目标视线的旋转,保证子弹对目标实施精确打击. 展开更多
关键词 脉冲 末制导 零效脱靶量 点火曲线
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一种适用于大气层外动能拦截器的末制导律 被引量:11
8
作者 郑立伟 荆武兴 谷立祥 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期953-958,共6页
针对大气层外动能拦截器拦截问题,设计了一种简单有效的末制导律。推导出计算零控脱靶量一种新的解析表达式,由于在推导过程中考虑了两飞行器间重力差影响,得出的表达式相对于将两飞行器重力差简化为零重力模型得到的解析式具有更高的精... 针对大气层外动能拦截器拦截问题,设计了一种简单有效的末制导律。推导出计算零控脱靶量一种新的解析表达式,由于在推导过程中考虑了两飞行器间重力差影响,得出的表达式相对于将两飞行器重力差简化为零重力模型得到的解析式具有更高的精度;根据平行接近法原理利用此表达式推导出一种简单的末制导律;详细介绍了脉宽调制(PWM)式实现变推力控制的方案,仿真中在考虑发动机工程约束的情况下,利用PWM技术对提出的制导律进行验证。对机动目标进行拦截仿真显示,提出的制导律在取得良好拦截精度的同时表现出较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 动能拦截器 零控脱靶量 PWM 未制导律 鲁棒性
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利用捷联导引头信息实现脉冲比例导引 被引量:4
9
作者 葛健全 张晓今 +1 位作者 杨涛 寇保华 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2008年第1期98-101,共4页
在简控条件下实现精确制导是灵巧子弹研制中的重要问题.根据弹载捷联成像导引头和脉冲发动机控制系统的特点,设计了一种基于零效脱靶量概念的直接利用捷联导引头测量信息的末制导方法.该方法通过将速率陀螺和捷联导引头测量信息在速率... 在简控条件下实现精确制导是灵巧子弹研制中的重要问题.根据弹载捷联成像导引头和脉冲发动机控制系统的特点,设计了一种基于零效脱靶量概念的直接利用捷联导引头测量信息的末制导方法.该方法通过将速率陀螺和捷联导引头测量信息在速率层面上融合,可在弹体系下得到脉冲比例导引律所需要的制导信号,这避免了在提取惯性系下视线角速率时由不同坐标系多次转换带来的信息损失.利用六自由度动力学模型对末段弹道进行了仿真.结果表明,在理想情况下该文方法可以实现子弹对地面固定目标的精确打击. 展开更多
关键词 灵巧子弹 捷联导引头 零效脱靶量 脉冲比例导引 脉冲发动机
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具有直接侧向力的拦截导弹复合制导控制设计 被引量:5
10
作者 毕永涛 姚郁 马克茂 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2496-2502,共7页
针对大气层内直接侧向力与气动力复合控制拦截导弹,提出了一种基于输出稳定的复合制导控制策略。该策略同时考虑了末制导精度和弹体动态响应,首先根据末制导系统数学模型选择零效脱靶量和弹体角加速度作为系统评价输出,然后计算维持末... 针对大气层内直接侧向力与气动力复合控制拦截导弹,提出了一种基于输出稳定的复合制导控制策略。该策略同时考虑了末制导精度和弹体动态响应,首先根据末制导系统数学模型选择零效脱靶量和弹体角加速度作为系统评价输出,然后计算维持末制导系统评价输出在零点所需要的控制量,最后在考虑不确定性和外加干扰的情况下,扩展附加切换控制,使得系统评价输出能够在有限时间内到达零点并确保闭环系统稳定。仿真结果表明,利用所提复合制导控制策略,在制导末段拦截高机动目标时达到了很高精度。 展开更多
关键词 直接侧向力 复合制导控制策略 输出稳定性 零效脱靶量 拦截导弹
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基于微分改正的Lambert拦截摄动修正方法研究 被引量:3
11
作者 刘光明 文援兰 +1 位作者 尹大伟 廖瑛 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第5期87-90,94,共5页
在大气层外远距离拦截中,基于二体理论的Lambert制导方法可以用于固定时间拦截的初始变轨段制导,但由于实际存在的各种轨道摄动因素影响,会产生较大拦截偏差。提出一种基于微分改正算法的Lambert拦截摄动修正方法,在初始变轨制导段补偿... 在大气层外远距离拦截中,基于二体理论的Lambert制导方法可以用于固定时间拦截的初始变轨段制导,但由于实际存在的各种轨道摄动因素影响,会产生较大拦截偏差。提出一种基于微分改正算法的Lambert拦截摄动修正方法,在初始变轨制导段补偿轨道摄动因素对零控脱靶量的影响,以避免在末制导段进行过大的偏差修正。仿真结果表明,该摄动修正方法合理、有效,可以在只增加较少燃料消耗的情况下,快速进行初制导修正,大大提高远距离拦截的制导精度。 展开更多
关键词 Lambert拦截 初制导 零控脱靶量 摄动修正
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适用于大距离拦截问题的零控脱靶量计算方法 被引量:4
12
作者 郑立伟 荆武兴 张建英 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期865-869,共5页
对于中制导后具有较长滑行距离的大气层外拦截问题,为了精确确定零控脱靶量,两飞行器间的重力差必须被合理考虑。利用牛顿二项式定理及现代控制理论推导了两飞行器间相对运动状态解析表达式,并利用牛顿迭代法计算零控脱靶量发生时刻,最... 对于中制导后具有较长滑行距离的大气层外拦截问题,为了精确确定零控脱靶量,两飞行器间的重力差必须被合理考虑。利用牛顿二项式定理及现代控制理论推导了两飞行器间相对运动状态解析表达式,并利用牛顿迭代法计算零控脱靶量发生时刻,最后得出一种快速而又具有较高精度的预测零控脱靶量改进方法。为验证预测方法的精度,介绍了几种常见的零控脱靶量计算方法并进行了数学仿真,仿真结果表明改进的ZEM预测方法具有明显的应用优势。 展开更多
关键词 零控脱靶量 中段制导 拦截
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三维空间“追-逃-防”三方微分对策方法 被引量:3
13
作者 赵琳 周俊峰 +1 位作者 刘源 郝勇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期322-335,共14页
针对三维空间中的多智能体参与的追逃博弈问题展开研究,提出了一种基于追踪器、逃逸器以及防御器3个智能体参与的追逃博弈模型。在该模型下,通过引入零控脱靶量的方法降低了系统的维数和计算复杂度;采用模糊综合评估的方法对追踪器的目... 针对三维空间中的多智能体参与的追逃博弈问题展开研究,提出了一种基于追踪器、逃逸器以及防御器3个智能体参与的追逃博弈模型。在该模型下,通过引入零控脱靶量的方法降低了系统的维数和计算复杂度;采用模糊综合评估的方法对追踪器的目标函数进行设计,结合微分对策理论,得出追踪器的最优控制策略。仿真对比结果表明:在追踪器控制量占优势的情况下,提出的最优控制策略可以使追踪器绕开防御器并且捕获逃逸器;在追踪器控制量不占优势的情况下,提出的最优控制策略可以延长追踪器被防御器拦截的时间。 展开更多
关键词 空间攻防 微分对策 最优控制 零控脱靶量 模糊综合评估
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水下微分对策协同拦截制导策略 被引量:2
14
作者 刘卫东 程瑞锋 +1 位作者 高立娥 张建军 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1684-1691,共8页
为提高对未知目标的拦截能力,基于博弈理论,研究了一种由水下拦截器和我方舰艇协同防卫来袭目标的微分制导策略。该策略在三方对策关系基础上,结合视线指令构造协同约束,建立三方自导约束模型,以终端脱靶量和最小能量为性能指标进行协... 为提高对未知目标的拦截能力,基于博弈理论,研究了一种由水下拦截器和我方舰艇协同防卫来袭目标的微分制导策略。该策略在三方对策关系基础上,结合视线指令构造协同约束,建立三方自导约束模型,以终端脱靶量和最小能量为性能指标进行协同对策制导律设计。利用伴随原理解决终端问题方法导出具有反馈控制的"零效脱靶量",并以滚动时域法对制导参数进行实时预测。通过对可捕获条件下不同制导方式来袭目标的拦截仿真表明:在相同条件下,该制导策略弹道性能良好,不受目标机动形式的限制,具有较强的鲁棒性和稳定性。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 微分对策制导 水下拦截器 协同作战 零效脱靶量
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基于可信性理论的标准-3拦截弹末段修正能力分析 被引量:5
15
作者 吴启星 李晓斌 张为华 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期37-41,共5页
基于可信性理论对标准-3拦截弹末段修正能力进行分析。由拦截末段相对运动动力学推导了标准-3拦截弹末段可消除的最大零控脱靶量解析表达式;针对其中的参数不确定性,将不确定参数视为模糊变量运用可信性理论进行建模,采用模糊模拟算法... 基于可信性理论对标准-3拦截弹末段修正能力进行分析。由拦截末段相对运动动力学推导了标准-3拦截弹末段可消除的最大零控脱靶量解析表达式;针对其中的参数不确定性,将不确定参数视为模糊变量运用可信性理论进行建模,采用模糊模拟算法得到标准-3末段可消除的最大零控脱靶量的可能性测度悲观值和乐观值,可信性测度均值和标准差及可能性、必要性和可信性分布函数。本文研究为弹道导弹中段机动突防动力系统设计提供了理论依据,同时为如何根据有限的已知信息获得合理的未知信息提供了有效途径。 展开更多
关键词 标准-3拦截弹 修正能力 零控脱靶量 可信性理论
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基于零效脱靶量的制导估计一体化方法 被引量:3
16
作者 李炯 张涛 +1 位作者 张金鹏 董继鹏 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期35-39,共5页
为提高反临近空间高超声速目标的拦截精度,提出一种基于零效脱靶量的制导估计一体化设计方法,通过对目标拦截的制导估计问题分析,建立制导估计一体化设计的系统模型,并对具有目标机动补偿的零效脱靶量制导律进行设计。在目标状态信息可... 为提高反临近空间高超声速目标的拦截精度,提出一种基于零效脱靶量的制导估计一体化设计方法,通过对目标拦截的制导估计问题分析,建立制导估计一体化设计的系统模型,并对具有目标机动补偿的零效脱靶量制导律进行设计。在目标状态信息可量测的条件下,零效脱靶量制导律与比例导引法相比,其制导性能略高;在目标状态信息不可量测的条件下,基于零效脱靶量的制导估计一体化设计方法对目标加速度的估计误差更小,制导精度也更高。利用该方法可以较好地跟踪目标机动,减小估计延迟对制导精度的影响,具有较高的制导精度和较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 零效脱靶量 制导估计一体化 制导律
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基于视线制导的共面航天器自主交会控制研究 被引量:3
17
作者 沈昱恒 侯明善 任鑫东 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第4期91-95,共5页
研究了基于视线制导的共面航天器自主交会控制。为便于设计适用于自主交会的控制方法,首先建立了视线坐标系相对运动方程,然后基于相对测量信息分别设计了纵向和法向控制器。纵向控制器是基于零控脱靶量算法所设计的一种新的自适应控制... 研究了基于视线制导的共面航天器自主交会控制。为便于设计适用于自主交会的控制方法,首先建立了视线坐标系相对运动方程,然后基于相对测量信息分别设计了纵向和法向控制器。纵向控制器是基于零控脱靶量算法所设计的一种新的自适应控制方法,完成交会速度和位置控制;法向控制器是一种姿态约束PI型比例导引,实现交会视线角的控制。所设计的控制器对不同初始交会条件具有良好的适应性。对圆和椭圆轨道交会仿真结果证明了该控制方法是有效可行的。 展开更多
关键词 交会 视线制导 零控脱靶量 比例导引
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基于谱方法的寻的导弹零效脱靶量性能分析 被引量:4
18
作者 季登高 姚郁 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期605-609,共5页
在寻的导弹的设计过程中,制导导弹的性能通常用脱靶量来度量。目前,对寻的制导系统脱靶量性能的分析仅局限于数值计算和简化模型基础上的近似分析。采用伴随技术和谱方法,研究了零效脱靶量与一般寻的制导系统参数之间的关系,讨论了目标... 在寻的导弹的设计过程中,制导导弹的性能通常用脱靶量来度量。目前,对寻的制导系统脱靶量性能的分析仅局限于数值计算和简化模型基础上的近似分析。采用伴随技术和谱方法,研究了零效脱靶量与一般寻的制导系统参数之间的关系,讨论了目标阶跃机动、飞行剩余时间、制导盲区、有效导航比、弹体动态等因素对零效脱靶量的影响,并应用谱方法得到了脱靶量性能的近似解析表达式,为寻的制导系统制导精度分析和精度分配提供了新途径。 展开更多
关键词 零效脱靶量 谱方法 伴随技术 寻的制导 误差分析
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空间拦截零控脱靶量与末段制导能量需求的近似计算 被引量:2
19
作者 周须峰 唐硕 王晓东 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2009年第6期82-85,共4页
基于理想二体假设下的弹道方程解析式,忽略重力在拦截末段对拦截器和目标运动状态的影响,推导了空间拦截初始制导偏差与终端零控脱靶量之间的线性近似计算式,并以速度增量的大小来近似描述拦截末端主动寻的制导段的能量需求,给出了拦截... 基于理想二体假设下的弹道方程解析式,忽略重力在拦截末段对拦截器和目标运动状态的影响,推导了空间拦截初始制导偏差与终端零控脱靶量之间的线性近似计算式,并以速度增量的大小来近似描述拦截末端主动寻的制导段的能量需求,给出了拦截末段制导最小能量需求与零控脱靶量、探测距离之间的近似关系。通过数字仿真测试了近似计算的准确性。 展开更多
关键词 弹道方程 初始偏差 动能拦截 零控脱靶量
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基于零控脱靶量的滑模变结构末制导律设计 被引量:2
20
作者 许诚 罗航 韩冰 《电光与控制》 北大核心 2014年第6期56-59,共4页
针对机动目标,采用滑模变结构方法,设计了一种基于零控脱靶量的末制导律。首先,根据弹目运动方程建立了系统模型;其次,选取零控脱靶量作为滑模切换面,利用指数趋近律和模糊控制法推导了俯仰通道的末制导律;最后,对蛇形机动目标进行了弹... 针对机动目标,采用滑模变结构方法,设计了一种基于零控脱靶量的末制导律。首先,根据弹目运动方程建立了系统模型;其次,选取零控脱靶量作为滑模切换面,利用指数趋近律和模糊控制法推导了俯仰通道的末制导律;最后,对蛇形机动目标进行了弹道仿真,验证了所设计制导律的可行性和有效性。另外,仿真结果还表明,在解决滑模制导律中的颤振问题、缩短剩余飞行时间等方面,加入模糊控制环节的方法比用饱和函数代替符号函数的方法更加行之有效,具有更强的鲁棒性。 展开更多
关键词 导弹 末制导律 零控脱靶量 滑模控制 弹道仿真
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