[发明专利]一种基于前向制导的自适应积分滑模三维制导律设计方法

说明书

本发明公开一种基于前向制导的自适应积分滑模三维制导律设计方法，包括以下步骤：S1、建立三维拦截高超声速飞行器的前向制导相对运动学模型；S2、根据步骤S1建立的模型定义满足前向制导条件的滑模面；S3、根据步骤S2定义的滑面模，设计自适应律积分三维制导律；上述步骤S2定义满足前向制导条件的滑模面的具体实现过程为：定义积分滑模面如下：其中，k₁为正常数，e_i(0)为误差变量e_i的初始值，i＝1、2，s₁与s₂分别表示俯仰和偏航方向上的滑面模，0＜α₁＜1。

技术领域

本发明涉及前向制导控制领域，更具体地，涉及一种基于前向制导的自适应积分滑模三维制导律设计非方法。

背景技术

随着战争环境的复杂化、以及空天武器的多样化和高速飞行器技术的快速发展。尤其空天武器向着高速化、大机动及规避能力强等方向发展，为了对拦截这类新型攻击性空天武器，传统的反导拦截技术已经不再适用，需要现代防御导弹必须采用一定的特殊拦截方式，才能对这类高速类空天武器保证拦截精度以及达到更大的毁伤程度。

随着目标的速度越来越快，导弹和目标的相对速度也随之增高，使得末端拦截时间过短甚至只有数秒钟，导致传统杀伤方式很难保证成功拦截目标。目前的防御武器的拦截方式通常要求拦截者的速度大于目标的速度时采用尾追拦截方式，相反的采用迎头拦截。因此，传统的制导方式很难保证拦截概率。为了拦截高速大机动飞行器目标，提出一种拦截高速飞行器目标的前向制导方法。采用该种拦截方式，弹目之间的速度变的相对较小，末端制导时间变长，这给导弹提供了充分的调整时间，并且能够增大攻击区域。

发明内容

本发明利用自适应方法、积分滑模控制理论，提出了一种基于前向制导自适应积分滑模三维制导律，能够有效拦截高速机动目标。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于前向制导的自适应积分滑模三维制导律设计方法，包括以下步骤：

S1、建立三维拦截高超声速飞行器的前向制导相对运动学模型；

S2、根据步骤S1建立的模型定义满足前向制导条件的滑模面；

S3、根据步骤S2定义的滑面模，设计自适应律积分三维制导律；

上述步骤S2定义满足前向制导条件的滑模面的具体实现过程为：

定义积分滑模面如下：

其中，k₁为正常数，e_i(0)为误差变量e_i的初始值，i＝1、2，s₁与s₂分别表示俯仰和偏航方向上的滑面模，α₁为正常数且满足0＜α₁＜1。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：基于前向制导方式，能够实现当导弹速度低于目标速度时，具备对高速目标的拦截能力。利用积分滑模控制理论和自适应方法，使得设计的自适应积分滑模三维制导律在降低了系统的稳态误差的同时，能够提高拦截高速机动目标的制导精度。

附图说明

图1为前向制导拦截示意图。

图2为三维空间的弹目相对运动几何示意图。

图3为在制导律(15)作用下的仿真结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

为了成功拦截高速大机动飞行器目标，本发明采用前向制导方法，其前向制导拦截示意图如图1所示。