带攻击角度约束的多导弹协同导引律设计

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随着现在战争形态的不断发展,反导系统的发展越来越完善,单一导弹的突防面临越来越大的困难。另一方面,现代战争对于多兵种之间协同配合作战的要求越来越高,因此多导弹协同攻击更加满足现代信息化作战的要求。多枚导弹之间通过信息共享、相互通讯等手段形成不同功能互补、不同方位搭配、不同平台协作等更加有效的作战方式,不仅可以大大提高突防能力,还具有战术隐身、提高电子对抗能力等优点。为了满足对目标实施精确打击的要求,在多导弹协同的基础上,有必要增加一些约束限制条件,如满足期望的攻击角度等。课题对于具有角度约束条件的多导弹协同导引律进行了深入研究。首先,分析了导弹与目标之间的相对运动模型,并明确了需研究的内容及应满足的技术指标。在此基础上探讨了传统导引律所具有的优点和不足,进行了相关仿真。并介绍了滑模变结构控制理论的基础知识,确定将滑模控制应用于制导律的设计中。然后,对具有弹着时间约束和攻击角度约束的单枚导弹进行了研究。分别设计了满足攻击时间的导引律和满足攻击角度的导引律两种控制形式,为使导弹在飞行过程中同时兼顾弹着时间和攻击角度,提出了一种切换策略以保证两个约束条件都可以得到满足。最后,将单枚导弹的导引律形式扩展到多枚导弹。为满足弹间相互通信的要求,将导弹的剩余时间估计作为交互量,通过推演得出统一值作为所有导弹的待攻击时间,从而实现了弹间自主协商、协同作战的目的。此外,为实现打击机动目标的要求,利用干扰观测器对系统未知量进行观测和估计,并调整导引律形式。仿真结果表明,所设计的导引律不但可以准确命中机动目标,同时也满足约束条件,证明了所设计的导引律的有效性。
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