面向制导律设计的目标信息估计方法研究-论文.pdf

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1、第22卷第14期电子设计工程2014年7月Vo1．22NO．14ElectronicDesignEngineeringJu1．2014面向制导律设计的目标信息估计方法研究丁晨，郭建国，周军，王国庆。(1．西北工业大学精确制导与控制研究所，陕西西安710072；2．中国运载火箭技术研究院发展中心北京100076)摘要：针对制导律对目标信息的需求问题，利用超球体单形sigma采样平方根UKF滤波方法估计出弹目相对运动信息，提高了制导精度。首先基于变结构控制方法设计了滑模制导律，其次，针对制导信息的需求，建立了超球体单形sigma

2、采样平方根uKF滤波系统，该滤波方法在处理弹目非线性关系时，采用对非线性函数的概率分布进行近似而不是时非线性函数进行近似，在估计弹目状态信息时比扩展卡尔曼滤波更加精确，并且保证了数值的稳定性。最后通过数学仿真，不仅验证了该滤波算法的有效性，而且提高了对大机动目标的制导精度。关键词：滑模制导律；加速度补偿；超球体单形sigma采样；UKF滤波中图分类号：TN99文献标识码：A文章编号：1674—6236(2014)14—0164一()4Thetargetinfl0rmationaccurateextractionfortheg

3、uidancelawdesignDINGChen，GUOJian—guo，ZHOUJun，WANGGuo—qing(1．InstituteofPrecisionGuidanceandControl，NorthwestPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China；2．R&DCente~ChinaAcademyofLaunchVehicleTechnology，Beo'ing100076，China)Abstract：Basedonaccelerationcompensationforthe

4、slidingmodeguidancelawinmissileandtargetstatusinformationondemand，theuseofultraspheresimplexthesigmasamplingsquarerootUKFfilteringmethodestimatesfortargetmaneuveringinformation．Thisfilteringmethodisanonlinearfunctionoftheprobabilitydensitydistributionapproximaterat

5、herthanapproximationofthenonlinearfunction，itismoreaccurateandtoensurethenumericalstabilitythantheextendedKalmanfilterintheprocessingofthenonlinearrelationshipofthemissileandtarget．Finally，throughthemathematicssimulation，verifythefilteringalgorithmgoodnessandguidan

6、celawapplicability，therealizationoflargemaneuveringtargeteffectivelyintercept．Keywords：slidingmodeguidancelaw；accelerationcompensation；ultraspheresimplexthesigmasampling；UKFfiltering目标机动性能的不断提高，对拦截弹制导性能的要求就程不一定都是线性的【4I，此时就必须处理的是非线性系统下更高。经典制导律对于导引头量测目标所得到的状态信息要的目标估计

7、问题】。文献[3】指出基于“当前”统计模型的自求更加精确⋯。但在目前的技术水平下，导引头测量目标状适应算法是建立在标准卡尔曼滤波方程之上的，非线性系统态信息的精度与制导律所要求的信息有一定的误差，这归结无法写出标准卡尔曼滤波方程也就无法实现自适应滤波算法。于导引头的制作工艺、传感器的响应延迟等。文献【2】指出为而扩展卡尔曼滤波(EKF)在处理矩阵问题上也无法完全保了实现精确制导要求，对于导引头测量信息误差必须给予减证正定性，只是通过对非线性函数的Taylor展开式进行一阶小或消除，这就需要更精确的滤波信息，滤波算法计算量尽线

8、性化截断，从而将非线性问题转化为线性】，当非线性函可能小。数Taylor展开式的高阶项无法忽略时，就会使系统产生较大对于目标估计系统而言，目标的机动是未知的，如何描的误差，且许多实际问题无法很难得到非线性函数的雅克比述目标机动是一个复杂的问题，也是目标估计的关键，所以矩阵求导。机动目标状态