帶約束碰撞角的順∕逆軌制導(dǎo)律設(shè)計(jì)

帶約束碰撞角的順∕逆軌制導(dǎo)律設(shè)計(jì)

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1、2015年5月第41卷第5期北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsMav2015V01.41No.5http:f}bhxb.buaa.edu.cnjbuaa@buaa.edu.enDOI:10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0369帶約束碰撞角的順/逆軌制導(dǎo)律設(shè)計(jì)閆梁1’2,趙繼廣”,李轅1(1.裝備學(xué)院研究生院,北京101416;2.北京跟蹤與通信技術(shù)研究所,北京100094;3.裝備學(xué)院科研部,北京101416)摘要:針對(duì)逆軌、順軌攔截模式,提出了帶末端

2、約束碰撞角的ACPN(AngleControlProportionalNavigation)、ACRPN(AngleControlRetro—ProportionalNavigation)2種軌跡成型制導(dǎo)律.將線性的比例制導(dǎo)(PN)/負(fù)比例制導(dǎo)(RPN)作為標(biāo)稱指令,將碰撞角約束作為反饋指令,以相對(duì)加速度建立微分方程,得到了ACPN、ACRPN制導(dǎo)律.ACPN使用正比例系數(shù),逆軌攔截目標(biāo);ACRPN使用負(fù)比例系數(shù),順軌攔截目標(biāo).與現(xiàn)有的研究結(jié)果進(jìn)行仿真對(duì)比:ACPN具有耗費(fèi)控制力少、末加速度小的優(yōu)勢(shì);ACRPN的控制力、脫靶量、碰撞角誤差較逆軌攔截優(yōu)勢(shì)明顯.此外,分析

3、了攔截高速目標(biāo)的捕獲區(qū)域.結(jié)果表明,ACPN比偏置比例導(dǎo)引的捕獲區(qū)域大.當(dāng)攔截彈的航跡角小于,tr/2+A。時(shí)(Ai為初始視線角),宜采用ACPN(逆軌模式)攔截目標(biāo),攔截彈的航跡角大于等于-rr/2+A;時(shí),宜采用ACRPN(順軌模式)攔截目標(biāo).關(guān)鍵詞:導(dǎo)彈;目標(biāo)跟蹤;制導(dǎo)律;彈道成型制導(dǎo)律;比例制導(dǎo)律;負(fù)比例制導(dǎo)律;碰撞角;高速目標(biāo)中圖分類號(hào):V412.1;V448文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001—5965(2015)05-0857-07保證零脫靶量,并帶有末端約束碰撞角的軌跡成型制導(dǎo)律(TrajectoryShapingGuidance,TSG)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)富有挑

4、戰(zhàn)性的任務(wù).TSG可主動(dòng)改變攔截彈的航跡角以達(dá)到期望的末端碰撞角,有效增大彈頭的碰撞效能.近年來(lái),許多學(xué)者熱衷于此,并提出了基于比例導(dǎo)引(ProportionalNaviga—tion,PN)?的多種制導(dǎo)律.按照攔截模式可將這些算法劃分為順軌攔截和逆軌攔截2種類型.對(duì)于逆軌攔截模式,已有較多的研究成果.Kim等¨1提出了基于偏置比例導(dǎo)引的制導(dǎo)算法,該算法采用時(shí)變的偏置角速率,改變攔截彈的航跡角以達(dá)到約束碰撞角.Zarchan¨?;谧顑?yōu)理論解算出了帶約束碰撞角的軌跡成型制導(dǎo)律的非線性、線性形式.Ratnoo和GhoseHl使用兩階段PN制導(dǎo)律,在2個(gè)階段分別進(jìn)行比例系

5、數(shù)的調(diào)整以達(dá)到期望的約束碰撞角.Erer和Merttopcuoglu¨。提出的制導(dǎo)律同樣基于分段制導(dǎo)的思想,但與Ratnoo不同的是,前后段分別使用BPN與PN制導(dǎo),以達(dá)到期望的末端約束碰撞角.Jeon等M1提出的AITC(Angle—Impact-Time—Contr01)制導(dǎo)律則同時(shí)使用PN和BPN制導(dǎo),將控制末端約束角的制導(dǎo)指令作為PN的反饋指令,以調(diào)整攔截彈達(dá)到期望的末端約束碰撞角.以上研究成果的共性可概括為:制導(dǎo)指令包括兩部分,一是用于保證脫靶量最小的標(biāo)稱導(dǎo)引部分;二是滿足碰撞角約束的修正部分.文獻(xiàn)[2.3,6]都是在攔截全過(guò)程添加碰撞角約束的附加修正,調(diào)整

6、攔截彈的航跡角以達(dá)到期望碰撞角.文獻(xiàn)[4—5]在攔截局部過(guò)程附加修正部分,同時(shí)包含時(shí)變的比例系數(shù)的調(diào)整.收稿日期:2014-06-19;錄用日期:2014-07—20:網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:2014-08-0811:07網(wǎng)絡(luò)出版地址:WWW.cnki.net/kcms/doi/10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0369.html基金項(xiàng)目:國(guó)家“863”計(jì)劃作者簡(jiǎn)介:閆梁(19盯一),男,江蘇徐州人,博士研究生,yanliangbj@163.COB+通訊作者:趙繼廣(1964一),男,山東日照人,教授,zjgbeijing@126.t30m,主要研究方向

7、為航天任務(wù)分析與設(shè)計(jì)Bl用格式:悶粱.趙繼廣,李轅.帶約束碰撞角的順,遂軌制導(dǎo)律設(shè)計(jì)【j].北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào).2015.41(5):857—863.YanL,ZhaoJG,Li丫.Guidancelawwithangularconstraintsforhead-pursuitorhead—onengagementfJJ.JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,2015.41(5):857-863(inChinese).858北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)2015年對(duì)于順軌攔截模式,尚未發(fā)

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