反高速机动目标的制导律设计.pdf

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1、硕士学位论文反高速机动目标的制导律设计DESIGNOFGUIDANCELAWFORINTERCEPTINGHIHGSPEEDMANEUVERINGTARGET尹卫东哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TJ765学校代码：10213国际图书分类号：623.4密级：公开工程硕士学位论文反高速机动目标的制导律设计硕士研究生：尹卫东导师：周荻教授申请学位：工程硕士学科：控制工程所在单位：航天学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TJ765U.D.C:623.4DissertationfortheMasteralDegr

2、eeinEngineeringDESIGNOFGUIDANCELAWFORINTERCEPTINGHIHGSPEEDMANEUVERINGTARGETCandidate：YinWeidongSupervisor：Prof.ZhouDiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstit

3、uteofTechnology摘要摘要导弹作为第二次世界大战的产物，随着时间的推移和高新科技的发展，已演变为多重全面的具有更大杀伤力的打击工具。在现代化战争中，传统的单一的制导规律已经无法满足多样化的战争需求。发达国家目前拥有高超声速巡航导弹，临近空间飞行器以及再入弹道导弹等空中杀伤武器。而这些武器都具有高速、机动性强等特点，为了有效的实施防御拦截，拦截导弹必须向着高速机动拦截方向发展。本文将考虑有限时间收敛规律，设计了用于反高速机动目标的末制导规律。本文以目标非机动有限时间制导律为基础并结合了非线性积分滑模和广义Super-Twisting（ST）算法设计了基于平面

4、制导模型的有限时间积分滑模制导律。并对该制导律作用下的制导系统进行稳定性分析。结果表明，所设计的制导律使制导系统具有鲁棒性，且能使目标-导弹切向相对速度在有限时间内收敛至零。针对高速机动目标，分别取多种幅值和多种频率的机动加速度加以仿真。仿真结果验证了提出制导律的有限时间收敛性和强鲁棒性，且具有较高的制导精度。进一步考虑自动驾驶仪二阶动特性，设计了有限时间扰动观测器对目标机动过载信息进行估计，根据所估计的结果对制导系统状态变量进行修正。根据修正状态变量定义积分滑模面，并参考ST算法和对机动扰动项的估计，设计了考虑自动驾驶仪特性的有限时间制导律。基于Lyapunov第二

5、法的稳定性分析表明该制导律下的制导系统有限时间收敛。分别取目标机动加速度的不同幅值以及不同频率，对所设计的制导律加以仿真，得出所设计的制导律在不同的仿真条件下，具有较高的制导精度。关键词：高速机动；末制导律；有限时间收敛；积分滑模控制；扰动观测器-I-AbstractAbstractWiththedevelopmentoftimeandtechnology,ThemissilewhichastheproductoftheSecondWorldWar,hasevolvedtoamultiplecomprehensiveandmoredestructivetool.Inm

6、odernwarfare,Thetraditionalsingleguidancelawhasbeenunabletomeetthediverseneeds.Developedcountries,currentlyhavehypersoniccruisemissiles,nearspacevehiclesandreentryballisticmissilesandotherairkillweaponswhicharecharacterizedbyhighspeedandmobility.Inordertoeffectivelyimplementthedefensein

7、terception,Theinterceptormissilehastodeveloptowardshigh-speedmaneuveringinterception.Thispaperwillconsiderthefinitetimeconvergencerule，designaguidancelawforinterceptinghigh-speedmaneuveringtargets.Onthebasisofthenonmaneuveringtargetfinite-timeguidancelawanonlinearguidancelawfor