基于非奇異終端滑模和有限時間擾動觀測器的導引律研究.pdf

1、導彈是現(xiàn)代戰(zhàn)爭當中最有力的防御和攻擊敵方的精確制導武器，在高技術戰(zhàn)爭中有著不可替代的作用。導彈制導控制系統(tǒng)是導彈的中樞神經，而導引律則是制導控制系統(tǒng)中的重要一環(huán)。隨著航天科技技術和現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，越來越多的先進控制理論被應用到了導引律設計中來。
　　在導彈攔截目標的運動過程中，目標機動是導致制導系統(tǒng)脫靶量的最重要因素。在目標不作機動或者作較小機動時，傳統(tǒng)的比例導引律可以取得很好的攔截效果。當目標大機動時，傳統(tǒng)導引律不再有效，因

2、此研究應對目標大機動的先進導引律很有必要。除了目標機動外，自動駕駛儀動態(tài)也是影響脫靶量的原因之一。由于自動駕駛儀動態(tài)的存在，導彈不能立即響應給出的導引指令，從而導致了信號延遲引起脫靶量。因此考慮導彈自動駕駛儀動態(tài)的導引律需要研究。
　　本文基于非奇異終端滑模(NTSMC)和有限時間擾動觀測器(FTDO)設計了一種復合導引律。本文導彈的自動駕駛儀動態(tài)近似為一階模型。在設計導引律時，目標機動被看成是有界外部擾動。由于自動駕駛儀的存在，

3、目標機動和控制量不在同一個通道是不匹配擾動，有限時間擾動觀測器被用來估計擾動，估計值用于前饋補償。前饋補償項用于設計基于非奇異終端滑模的復合導引律。在本文所設計的導引律作用下，視線角速度可以有限時間收斂到零，同時可以保證較小的脫靶量。由于目標機動被前饋補償?shù)?，滑模的震顫被大大減弱。與之前的考慮自動駕駛儀動態(tài)的導引律設計不同，本文沒有通過坐標變換將不匹配擾動變成匹配擾動再設計導引律。這樣做的優(yōu)點是導引律中不再需要視線角加速度的信息，導引律

4、的形式更簡單。導引律設計中通常是假設視線角速度是可測的，但是由于導引頭測量的信息含有測量噪聲，則由視線角速度得到的視線角加速度信息含有測量噪聲，進一步導致導引信息不準確。因此本文設計的導引律不需要視線角速度的進一步的微分信息可以降低測量噪聲的影響。
　　本文首先給出了導彈制導系統(tǒng)的基本原理，介紹了傳統(tǒng)的導引律。之后介紹了基于現(xiàn)代控制理論的先進導引律的發(fā)展狀況。接著建立了研究導彈攔截目標需要用到的各個坐標系并給出了不同坐標系之間的相