[发明专利]具有规定性能的拦截机动目标自适应滑模控制方法

权利要求书

1.具有规定性能的拦截机动目标自适应滑模控制方法，其特征在于所述方法的步骤为：

步骤一：建立导弹拦截机动目标的运动动力学模型；

步骤二：针对典型的非线性控制系统，将系统的状态跟踪误差e(t)与性能约束函数λ(t)结合，得到保证系统状态按规定性能收敛的误差变量函数h(t)；

步骤三：对建立的导弹拦截机动目标的运动动力学模型进行滑模面设计；

步骤四：根据步骤三中设计的滑模面，计算滑模面的滑模动态；

步骤五：利用步骤四中的滑模动态，通过李雅普诺夫稳定性定理，保证所得到滑模面和误差变量函数h(t)是有界的；

步骤六：根据滑模面和误差变量函数h(t)构造滑模控制器。

2.根据权利要求1所述的具有规定性能的拦截机动目标自适应滑模控制方法，其特征在于所述导弹拦截机动目标的运动动力学模型建立方法为：

在二维制导系统中，令R表示目标和导弹之间的相对距离，V_m和V_t分别表示导弹和目标的速度，导弹和目标速度大小保持不变，θ_m和θ_t分别表示导弹和目标的速度与视线R之间的夹角，θ_L表示视线角，a_m表示导弹的法向加速度，a_t表示目标的法向加速度，以导弹作为坐标原点，导弹目标的二维动力学方程如下：

制导系统表示为：

其中，f为包含系统状态的变量，d表示系统的外界干扰，b表示包含系统状态的一个系数。

3.根据权利要求2所述的具有规定性能的拦截机动目标自适应滑模控制方法，其特征在于所述性能约束函数λ(t)为：

λ(t)＝(λ(0)-λ(∞))e^-lt+λ(∞)

其中，l为正常数，λ(0)为性能约束函数的初值，令e(0)表示系统中状态跟踪误差初值，λ(0)满足0＜|e(0)|＜λ(0)，λ(∞)＜λ(0)，λ(∞)＞0。

4.根据权利要求3所述的具有规定性能的拦截机动目标自适应滑模控制方法，其特征在于所述误差变量函数h(t)的设计方法为：令e(t)＝x₁-x_1d表示跟踪误差，设计h(t)如下：

5.根据权利要求4所述的具有规定性能的拦截机动目标自适应滑模控制方法，其特征在于所述h(t)的导数为

6.根据权利要求5所述的具有规定性能的拦截机动目标自适应滑模控制方法，其特征在于所述滑模面设计方法如下：

其中，k₁,k₂,k₃和ρ均为正常数；

适用于拦截机动目标的具有性能指标约束的制导律设计如下：

其中，k₄,k₅为正常数，并且满足k₅＞ρk₁d_max。其中d_max是目标加速度的上界；

适用于拦截机动目标的具有性能指标约束的制导律设计如下：

其中系统外部干扰d满足|d|≤d_M，d_M是一个未知的正常数，是d_M的估计值，δ＝ρk₁为自适应增益系数。

7.根据权利要求1所述的具有规定性能的拦截机动目标自适应滑模控制方法，其特征在于所述非线性控制系统为：

其中，x₁、x₂表示系统状态，u表示系统输入，f为包含系统状态的变量，d表示系统的外界干扰，b表示包含系统状态的一个系数。