[发明专利]针对机动目标和时延通信的多导弹协同制导律设计方法

说明书

本发明公开了一种针对机动目标和时延通信的多导弹协同制导律设计方法，包括：对于加速度未知的机动目标，建立在三维空间中，导弹与目标相对位置关系的运动学模型；在俯仰方向和偏移方向上，利用不连续控制建立制导律，使导弹与目标的相对速度在两个方向上的分量可经有限时间内收敛至零，保证导弹可最终命中目标；在视线方向上，利用导弹间的通信网络、一致性协议和不连续控制建立分布式制导律，在通信网络中含有时滞时，各导弹与目标的相对距离、与目标的相对速度在视线方向上的分量可实现一致；利用连续化方法和参数自适应方法，改进三个方向上的制导律，在满足精度的同时，减少了控制输入突变和抖振现象。

技术领域

本发明涉及一种在三维空间中控制多枚导弹协同作战的分布 式制导律设计方法，尤其涉及一种针对机动目标和时延通信的多导弹 协同制导律设计方法。

背景技术

随着新式先进武器的大量应用，防空预警机制日益成熟，传统单 枚作战的导弹有很大概率遭受敌方防空系统的拦截，难以对目标实施 有效打击；而依靠多枚导弹的饱和攻击会致使攻击成本过高，降低攻 击收益。近些年，通信技术发展迅速，利用网络信息交互，可实现多 导弹对目标的协同作战和同时打击，极大地弥补了单导弹作战的缺陷， 也降低了饱和攻击持续时间和攻击成本，具有很高的研究价值。

现已有的多导弹协同作战制导律设计方法主要分为两种，一种是 基于比例制导律，导弹间通过交互命中目标所需时间的估计值，通过 改变加速度大小以实现同时攻击目标，如现有技术[1](参见In-Soo Jeon,Jin-Ik Lee and Min-Jea Tahk.“Homing guidancelaw for cooperative attack of multiple missiles.”Journal of guidance,control,and dynamics 33.1(2010):275-280.)、现有技术[2](参见张功,李帆,赵建 辉,张文朋.弹着时间可控的机动目标多弹协同制导律[J].指挥控制 与仿真,2010,32(1).)。以该方法制导的导弹的运动轨迹保持在二维平 面中，当目标运动不规律时，导弹无法准确估计命中时间，从而降低 协同攻击效果。第二种通过交互导弹间的速度和位置信息，以实现导 弹与目标的相对速度和相对距离趋于一致，如现有技术[3](Jialing Zhou,Yuezu Lv,ZhongkuiLi,Jianying Yang.“Cooperative guidance law design for simultaneous attackwith multiple missiles against a maneuvering target.”Journal of SystemsScience and Complexity 31.1 (2018):287-301.)。该方法可以针对任意机动目标，但导弹的运动轨迹 仍是在二维平面中。此外，两种制导方法均要求导弹间交互实时信息， 对网络通信的质量要求较高。

实际中战场形势复杂多变，舰艇等机动目标的运动轨迹无规律 可循。因为导弹的运动速度极快，且通信网络常常遭受到敌方电磁信 号的干扰，信息传输过程中常常会有明显延迟。通信时滞可能导致导 弹的命中时间存在明显误差，降低协同攻击效果，所以该因素不可被 忽略。针对机动目标的通信时滞下三维协同制导律研究，目前还未见 到相关的文献。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供针对机动目标和时延通信的 多导弹协同制导律设计方法，可以在目标运动轨迹不规律，通信传输 含有时滞的情况下，制导律仍可实现导弹与机动目标的相对距离，分 别就俯仰方向、偏移方向、视线方向建立了初步的制导律，并利用连 续化方法和自适应参数控制，解决制导率中不连续控制导致的抖振和 参数选取问题。

本发明的针对机动目标和时延通信的多导弹协同制导律设计方 法，包括以下步骤：

步骤:1：针对运动轨迹不规律的机动目标，建立在三维空间中， 导弹与目标相对位置关系的运动学模型；