地空导弹的新型非奇异终端滑模导引律

针对导弹拦截机动目标有限时间约束问题,在末端制导阶段,考虑自动驾驶仪动态延迟特性建立弹目拦截系统数学模型,对于传统终端滑模导引律存在的奇异问题导致的导弹制导稳定性差等问题,提出了基于改进的扩张状态观测器的新型非奇异终端滑模导引律.该方法能够确保视线(LOS)角速率在有限时间内收敛到零,且在平衡点处快速收敛;为了避免传统...     

导弹有限时间三维非线性导引律

以已推导所得的导弹-目标相对运动三维非线性模型作为研究对象,为获得快速收敛的跟踪效果,引入有限时间控制理论,设计具有有限时间收敛效果的非线性导引律.从理论角度论证了导弹在有限时间内成功拦截非机动目标的可行性,并估算了有效拦截时间的范围.计算机仿真结果表明,所设计导引律能够使整个导弹-目标相对运动系统稳定,控制导弹在有限时间内击中目标,实现零脱靶量打击,提高了导弹的拦截性能.     

带攻击角约束的有限时间收敛滑模制导律

针对导弹带攻击角度约束打击目标问题,提出带攻击角约束的有限时间收敛滑模制导律。首先,建立弹目相对运动关系,基于滑模变结构理论,采用一种快速非线性终端滑模面,选取自适应幂次趋近律,进行制导律设计。其次,利用Lyapunov理论进行制导律的稳定性分析,并对制导律有限时间收敛进行分析,采用饱和函数代替符号函数,减小抖动的影响。最后,将所设计的制导律与带落角约束的偏置比例导引律进行对比。仿真表明,所设计的制导律性能更加优越,具有较强的鲁棒性,达到期望攻击角度的要求。     

攻角约束下的二阶滑模控制器的协同制导律设计

针对多弹协同拦截单个机动目标的问题,提出了一种协同制导律能够同时满足攻击时间和攻击角度约束。首先,根据系统动态方程和一致性算法选取了包含飞行时间变量的积分滑模变量,基于此设计了二阶滑模控制器作为导弹在视线方向上的制导律,以保证所有导弹同时拦截目标;然后,基于高阶滑模干扰观测器对视线角方程中的干扰进行估计补偿,设计了导弹在视线法向上的滑模制导律,以满足期望视线角约束和零化视线角速率的要求;另外,基于李雅普诺夫稳定性理论分别证明了制导系统两个子通道的稳定性;最后,仿真验证了所设计协同116制导律的有效性。     

拦截空天高速机动目标的三维非线性导引律

为拦截空间高速机动目标,建立了考虑自动驾驶仪动态特性的三维耦合制导模型。针对模型的强非线性和不确定性,设计了考虑导弹动态特性和目标机动的三维非线性导引律;然后利用扩张观测器估计目标机动加速度。仿真表明扩张观测器在有噪声干扰的情况下性能优于滑模微分器。将扩张观测器估计的目标机动加速度补偿到导引律中,形成三维非线性导引律。在拦截高速机动目标时,所设计的导引律相比于增广比例导引律和其他两种非线性三维导引律有较好的导引性能。     

寻的导弹导引规律研究

针对寻的导弹的导引问题,建立了导弹和目标相对运动关系的数学模型,推导给出了导弹拦截非机动目标时的最优制导律和拦截机动目标时的最优滑模制导律。通过数字仿真,比较了比例导引律、最优导引律和最优滑模导引律的优缺点。     

有限时间收敛的自适应滑模制导律

本文提出了有限时间收敛自适应滑模制导律.提出了一种可调的自适应估计器,用于估计目标机动加速度上限,从而避免了传统滑模制导律需要预先知道目标机动加速度上限的需求.     

一种具有速度交汇角约束的最优导引律

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。     

带攻击角度约束的机动目标SUAV三维末制导律研究

针对带攻击角度约束的自杀式无人机(Suicide Unmanned Aerial Vehicle,SUAV)对地攻击机动目标问题设计了一种三维末制导律。首先,考虑了SUAV的气动力、发动机推力及阵风的影响,建立了SUAV的三自由度质点模型,在此基础上建立了三维追逃数学模型;其次,基于Lyapunov稳定性定理推导了带有攻击角度约束的三维滑模变结构末制导律;最后,对所设计的导引律进行了仿真。仿真结果表明:带攻击角度约束的三维滑模变结构末制导律能满足攻击角度约束的要求,具有精度高、脱靶量小和抗干扰性强的优点,对自杀式无人机对地攻击末制导律问题的工程应用具有一定意义。     

基于观测器的滑模制导律

为考虑拦截导弹控制回路动态,所设计的滑模制导律在实际应用中往往涉及到不可量测的反馈状态变量和不确定性的内部参数等问题。采用自适应控制和观测方法,给出了一种基于观测器的自适应滑模制导律,观测器主要用于实现对系统状态,如视线角速度的高阶导数和有界不确定项,如相对运动速度的高阶导数等的在线估计,从而满足实际情形下的可执行性要求。制导律推导中考虑到了拦截导弹具有一阶机动动态的情形,且该方法也可以推广到具有高阶机动动态下的设计。非线性系统仿真表明,相比于传统的比例导引和滑模制导律,该制导律在足够的机动性能下,不仅可以实现对机动目标的碰撞拦截,且具有较强的机动性能和拦截性能优势,同时仿真结果也表明了所设计的观测器的有效性。     

基于RBF的带落角约束的最优滑模导引律设计

根据防空导弹打击目标的作战特点,提出一种基于RBF网络的带终端落角约束的最优滑模变结构导引律。首先应用最优控制理论和变结构控制理论设计基于视线角和视线角速度的最优滑模变结构导引律,然后应用RBF网络对所设计导引律中的变结构项的增益进行调节。仿真结果表明,所提出的导引律不仅能减弱系统抖振,而且能够同时满足命中精度和命中期望角的要求,对目标机动具有很好的鲁棒性。     

自适应滑模制导律仿真研究

推导了自适应滑模制导律,通过建立制导控制系统六自由度仿真系统,对自适应滑模制导律进行仿真研究。仿真结果表明,自适应滑模制导律针对机动目标的命中精度很高,证明了自适应滑模制导律的有效性和鲁棒性。     

Robust Finite-Time Consensus Tracking Algorithm for Multirobot Systems

This paper studies the finite-time consensus tracking control for multirobot systems. We prove that finite-time consensus tracking of multiagent systems can be achieved on the terminal sliding-mode surface. Also, we show that the proposed error function can be modified to achieve relative state deviation between agents. These results are then applied to the finite-time consensus tracking control of multirobot systems with input disturbances. Simulation results are presented to validate the analysis.     

一种带滞环的改进Bang-Bang导引规律

针对Bang—Bang导引规律中的视线抖动抑制问题,本文根据带滞环Bang—Bang导引的改进思想,从引起视线转率抖动的时间量角度出发,提出了一种具体确定Bang—Bang导引开关门限的方法,在维持一定导引精度的同时,具有较好的视线抖动抑制能力。     

带落角约束的滑模变结构制导律研究

针对某些制导武器命中目标时的落角指标要求,设计了带落角约束的制导律。基于变结构理论和Lyapunov稳定性理论推导了一种末端带落角约束的滑模变结构制导律,并证明了其稳定性;然后,将该制导律和优化的姿态角约束比例导引律进行了数字仿真比较。结果表明,在攻击地面固定目标时,带落角约束的滑模变结构制导律在保证命中目标的同时满足期望的落角,验证了其制导效果。     

捷联末制导系统的控制与滤波模型研究

以半捷联寻的制导武器为对象,研究了捷联末制导系统中的捷联控制算法和制导信息滤波模型。首先分析了捷联末制导系统的工作原理,给出了捷联天线稳定平台的跟踪控制算法,然后针对捷联控制算法对目标视线角信息的需求,考虑仅有角度测量的被动制导情况,提出了一种基于M arkov随机模型的机动目标跟踪模型,通过推广Kalm an滤波技术可以获得目标视线角的估计。因为捷联末制导系统无法直接测量目标视线角速度,为了满足弹上比例导引的需要,提出了一个末制导系统角跟踪通道的数学模型,该模型可以采用常规的Kalm an滤波算法获得目标视线角速度的估计值。最后,通过一系列数学仿真验证了上述方法的有效性。     

基于遗传退火算法的变论域三维模糊导引律

给出了导弹、目标追逃运动的空间矢量方程,并针对传统比例导引律在拦截点附近需要较大过载,及难以适应大机动目标的高性能制导要求的缺陷,提出了一种变论域模糊三维导引律,将目标与导弹的接近速度以及目标的视线角速度作为模糊控制器的输入,指令加速度作为输出,并在传统的模糊逻辑控制基础上引入了一个非线性变论域函数,从而实现了模糊变量论域的动态改变,然后用遗传算法对导引规则进行了优化,最后,针对遗传算法“早熟”及收敛速度慢等缺点,用模拟退火算法对遗传算法进行了改进。仿真结果证明该方法的脱靶量小,拦截点附近需用过载小．是一种较为优越的导引方法。     

基于动态逆的反舰巡航导弹三维末制导律设计

考虑到导弹-目标追逃模型中存在的非线性和不确定性等特点,首先建立在三维坐标系下的反舰巡航导弹-目标的相对运动方程,采用基于零化导弹目标视线角速率的思想,同时把目标机动看成一类有界干扰,应用动态逆方法设计了一种三维末制导律,这种控制方法可以很好地解决系统中存在的强的非线性和不确性因素。仿真结果表明该制导律能够打击机动目标且脱靶量较小,具有较强的鲁棒性。