PDF《变论域模糊自适应滑模有限时间收敛制导律 س》

a d a p t i v ef u z z ys l i d i n g m o d e ;

f i n i t et i m e c o n v e r g e n c e ;

g u i d a n c e l a w 近年来, 弹道导弹和临近空间高超声速飞行 器等高速机动目标威胁的不断涌现, 使导弹不再 具有速度、 机动性和敏捷性的优势, 传统的比例制 导律、 最优制导律等已经难以适应新情况的需 求[

1 -

6 ] .在新的拦截情形下, 为使导弹能够对目 标进行直接碰撞杀伤, 需研究使导弹 -目标的视 线角速率具有有限时间收敛特性的制导律[

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1 0 ] , 该特性可使视线角速率在有限时间内收敛到以零 为中心的邻域内, 从而使导弹对目标的拦截达到 准平行接近状态, 提高制导精度.文献[

1 0 ] 设计 了一种三维视线角速率有限时间收敛制导律, 可 保证导弹在末制导结束之前收敛到零或以零为中 心的较小邻域内, 并能够保证其有限时间稳定, 然而, 该制导律应用弹目相对信息较多, 如果导弹采 用仅能获得弹目视线角速率的红外导引头, 则难 以得到有效应用.文献[

1 1 ] 利用非线性预测控 制理论设计了一种基于零化视线角速率的预测制 导律, 并提出了一种基于时间延迟控制理论的滤 波算法, 但是该制导律仅能保证视线角速率在拦 截末端趋向于零, 而不能保证视线角速率有限时 间内收敛到零.文献[

1 2 ] 将目标的机动加速度 视为外界干扰, 将制导系统的模糊控制规则多个 输入变量转化为滑动曲面一个变量, 设计了拦截 机动目标的自适应模糊制导律, 但是它不能保证 视线角速率有限时间收敛. 收稿日期:

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1 0 基金项目: 航空科学基金资助项目(

2 0

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0 0

4 ) 作者简介: 张旭(

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8 8 ―) , 男, 河南南阳人, 博士研究生, E m a i l : d r a g o n h o r s e

1 2

3 4

5 @1

6 3 . c o m ;

雷虎民( 通信作者) , 男, 教授, 博士, 博士生导师, E m a i l : h m l e i n e t @2

1 c n . c o m 国防科技大学学报第37卷

1 导弹 - 目标空间拦截模型 图 1中, O I X I Y I Z I为惯性坐标系, O L X L Y L Z L 为视 线坐标系,其三个方向的单位向量用[iL,j L ,k L ] T 表示;

V M 和V T 分别为导弹和目标 的速度矢量;

a M 和a T分别为导弹和目标的加速度 矢量;

θ L 和ψL分别为导弹的视线倾角和视线偏 角;

r M 和r T分别为导弹和目标的位置矢量, r 为导 弹与目标的相对位置矢量. 图1弹目三维相对运动学关系 F i g .

1 T h r e e d i m e n s i o n a l r e l a t i v em o t i o ng e o m e t r y o f i n t e r c e p t o r a n dt a r g e t 设 Ω为视线坐标系相对于惯性坐标系的旋 转角速度矢量, 则 Ω可表示为 Ω= ψ ・ L s i n θ Li L- θ ・ Lj L+ ψ ・ L c o s θ Lk L (

1 ) 根据弹目相对运动学关系, 可得 r = r T- r M = r e r (

2 ) d r d t = V T- V M = r i L+ r Ω L* i L (

3 ) d

2 r d t

2 = a T- a M = r ¨ i L+ z r Ω L* i L+ z r Ω L* i L+ rΩ ・ L* i L+ Ω L*i ・ ( ) L = r ¨ - r ψ ・ L

2 c o s

2 θ L- r θ ・ L ( )

2 i L+

2 z r θ ・ L+ r θ ¨ L+ r ψ ・2 L s i n θ L c o s θ ( ) L j L+

2 z r ψ ・ L c o s θ L+ r ψ ¨ L c o s θ L-

2 r θ ・ Lψ ・ L s i n θ ( ) L k L (

4 ) 设a T , a M 在视线坐标系三个坐标轴上的分量 分别为 a T i , a T j , a T k 和aMi,aMj,aMk,则有: a T i- a M i= r ¨ - r ψ ・ L

2 c o s

2 θ L- r θ ・ L

2 a T j- a M j=

2 z r θ ・ L+ r θ ¨ L+ r ψ ・2 L s i n θ L c o s θ L a T k- a M k=