基于扰动补偿的导引头跟踪回路方案

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1、基于扰动补偿的导引头跟踪回路去耦方案苗静，贺风华，姚郁（哈尔滨工业大学控制与仿真中心，黑龙江哈尔滨150001）摘要：在寻的制导中，导引头既要完成跟踪目标的任务，又要有很好的去耦能力，也就是隔离导弹的姿态扰动对导引头天线指向的影响，进而为制导提供高精度的弹目视线转率信息，完成空中攻击与拦截。新型导弹上直接力装置的引入使得弹体姿态呈现高频特性，已有的导引头跟踪回路方案已经无法获得有效的弹目信息。本文提出了一种基于扰动补偿的新的去耦方案，并就去耦能力、跟踪能力和噪声抑制能力与已有方案进行了分析比较。仿真和分析显示了所提出方案的有效性。关键词：直接力；导引头；寻的制导

2、；视线转率；弹体姿态；去耦DecouplingSchemeofTrackingLoopofSeekerBasedonDisturbanceCompensationMIAOJing,HEFeng-hua,YAOYu（CenterofControlandSimulation,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China.MIAOJing,hit.miaojing@gmail.com）Abstract：Inhomingguidance,seekerhastoperformtheroleoftargettrackingas

3、wellasdecouplingwhichmeansisolatingthemissiledisturbancefromantennapointingtogiveline-of-sightrateofhigh-accuracyforguidance,finishingaerialattackandintercept.Theapplicationoflateraljetsfornew-typemissilebringshighfrequencydisturbancetomissileattitude,whichcausesthetracking-loopofsee

4、keradoptingexistingschemescannotgeteffectiveinformationaboutthemissileandthetarget.Anewdecouplingschemeisproposedbasedondisturbancecompensationinthispaper.Decoupling-ability,trackingperformanceandnoiserejectionabilityareanalyzedandcomparedwiththetwoexistingmethod.Simulationandanalysi

5、sshowtheeffectivenessoftheschemeproposed.Keywords：Directforce;Seeker;Homingguidance;Line-of-sightrate;Missilebodyattitude;Decoupling1　引言当代军事战略已经由单纯强调“数量优势”转变为强调“技术质量优势”，精确制导武器是信息化局部战争中物理杀伤的主要手段，并在战争中发挥了重要的作用[1-3]。精确制导技术是精确制导武器的关键技术，而制导精度一直是国内外专家学者热衷的研究方向。导引头是寻的制导控制回路的测量敏感部件[4]，在寻的制导过

6、程中，要求其输出弹目视线角速度信息，以完成导引。而其输出的视线角速度信息的精度，直接能影响末制导的控制精度。导引头处于跟踪状态时，天线要跟踪目标的运动。导引头是在一个运动着的导弹上工作的，为了使天线在惯性空间指向稳定，必须消除弹体运动对天线的影响[4-5]。传统的设计思想是以稳定回路来抑制弹体扰动带来的视线角速度输出[4-6]，也有些方案如去耦回路方案[7-8]，在传统方案的基础上，改变输出端来加强去耦能力，同时带来一些导引设计上的优势，但这些都无法做到完全去耦。F.WilliamNesline和PaulZarchan所设计的视线重构方案[9]，在一定的理想条件

7、下，也就是接收机与速率陀螺传递函数都等于1的条件下，能做到完全去耦。但这一理想条件在高频扰动下是难以满足的。现代战争中，拦截空中飞行的高速大机动目标时，需要导弹具有较强的机动能力，新型物理装置的引入使得弹体的姿态运动呈现高频特性，弹体转率从零到十几转/秒。这种高频特性要求导引头有更高的去耦能力，由于受到重量和成本的限制，开环增益不能太大，同时，伺服电机和安装在天线上的速率陀螺的时间常数不能太小，这就限制了现有方案去耦能力的提高。现有方案只能对低频以内和超高频的扰动信号进行有效抑制，在实际的弹体扰动频率范围内，随着扰动频率的增加，导引头去耦性能变差。事实上，弹体扰

8、动信号是可以测量的。安装