三维末制导律设计与仿真
第２６卷第１２期计算机仿真２００９年１２月文章编号：１００６—９３４８（２００９）１２—００３８—０４
三维末制导律设计与仿真
孟繁栋，周军，邹敏怀，陈勇
（西北工业大精确制导与控制研究所，陕西西安７１００７２）
摘要：运用如／Ｈ。混合控制设计了三维末制导律，并对制导律进行了仿真验证。设计过程中。首先建立了三维导弹拦截问题的非线性数学模型．运用耗散性原理给出了混合ｘ２／Ｉｔ。性能指标的计算方法，依据该性能指标推导了与％／Ｈ。混合控制相关的哈密尔顿一雅可比偏微分不等式，通过不等式的求解。最终给出了制导律的解析解。最后的仿真结果表明，该制导律在目标机动信息完全未知的情况下．仍然能够迅速命中目标，具有较强的鲁棒特性，同时也获得了良好的动态性能品质。
关键词：鲁棒性；混合控制；耗散性原理；制导律
中围分类号：ＴＪ７６５文献标识码：Ａ
ＤｅｓｉｇｎａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＴｈｒｅｅ??ＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＴｅｒｍｉｎａｌＧｕｉｄａｎｃｅＬａｗ
ＭＥＮＧＦａｎ—ｄｏｎｇ，ＺＨＯＵＪｕｎ，ＺＯＵＭｉｎ—ｈｕａｉ，ＣＨＥＮＹｏｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＧｕｉｄａｎｃｅａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，）（ｉ’卸Ｓｈａｎｘｉ７１００７２，Ｃｈｉｎａ）
ＡＢＳＴＩ认ＣＴ：Ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｔｅｒｍｉｎａｌｇｕｉｄａｎｃｅｌａｗｂａｓｅｄＯｎｍｉｘｅｄ也／Ｈ。ｃｏｎｔｒｏｌｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｔｈｉｓ的ｃｔａｔｅ．
Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｅｓｉｇｎ。ｍｉｓｓｉｌｅ—ｔａｒｇｅｔｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｒｅｌａｔｉｖｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｅｑｕａｔｉｏｌｌｆｏｒａｍｉｓｓｉｌｅｇｕｉｄａｎｃｅｐｒｏｂｌｅｍｉｎｈｏｍｉｎｇｐｈａｓｅｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ａｎｄｗｉｔｈｄｉｓｓｉｐａｔｉｖｅｔｈｅｏｒｙｔａｃｏｍｐｕｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｍｉｘｅｄ飓／Ｈ。ｃｒｉｔｅｒｉａｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｒｉｔｅｒｉａ，ｔｈｅｍｉｘｅｄ以／Ｈ。ｃｏｎｔｒｏｌｌｅａｄｓｔｏｔｗｏｃｏｕｐｌｅｄＨａｍｉｌｔｏｎ—Ｊａｃｏｂｉｐａｒｔｉａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｉｎｅｑｕａｌｉｔｙ（ＨＪＰＤＩ），ａｎｄｔｈｅ也／Ｈ。ｇｕｉｄａｎｃｅｌａｗｉｓｅｘｐｒｅｓｓｅｄｂｙｓｏｌｖｉｎｇｔｈｅＩＬＩＰＤＩ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｗｉｔｈｏｕｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔａｒｇｅｔａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｍｉｓｓｉｌｅｃｄｌｎａｌｓｏｈｅａｄｏｆｆｔａｒｇｅｔｒａｐｉｄｌｙ，ｉｔｍＰ．ＢＩｉｓｔｈａｔｔｈｅ％／Ｈ。
ｇｕｉｄａｎｃｅｌａｗｈａｓｓｔｒｏｎｇｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓａｎｄｂｅｔｔｅｒｑｕａｌｉｔｙ．
ＫＥＹＷＯＲＤＳ：Ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ；Ｍｉｘｅｄｃｏｎｔｒｏｌ；Ｄｉｓｓｉｐａｔｉｖｅｔｈｅｏｒｙ；Ｇｕｉｄａｎｃｅｌａｗ
ｌ引言
制导律是导弹制导系统中的莺要环节，直接关系着导弹的总体性能。传统的比例导引规律是基于导弹与目标的相对运动方程在碰撞线附近线性化以及目标不具备机动能力的假设下获得的，在目标不机动时具有非常好的导引性能，但在实际的导弹攻击中，这种假设往往不成立。随着飞行控制技术的发展，目标的机动能力越来越强，当目标机动时，比例导引的性能就会大大下降。为克服传统方法的局限性，抑制目标机动对末制导性能的影响，增强制导系统对不确定干扰的鲁棒性．近年来运用变结构控制理论¨。２１、Ｈ。鲁棒控制理论Ｄ４１等方法，设计具有鲁棒性的制导律受到了极大关注。
文献［Ｉ］［２］中应用变结构控制理论设计的制导律不依赖于碰撞线附近线性化的假设，克服了剩余时间的估计误差
基金项目：航天科技创新基金（０７Ｘ点０１５３）
收稿日期：２００８一“一０４
—３８一对制导精度的不利影响，对于目标的复杂逃逸机动具有良好的鲁棒性能，但是要求对目标的机动信息进行估计。文献［３—５］中针对二维导弹拦截问题，摹于厶增益理论设计了日。鲁棒制导律，其实质是系统在满足稳定性的前提下，尽可能抑制目标机动对制导系统输出的影响，但它着重的鲁棒稳定性和抗干扰性，是以牺牲系统的动态性能为代价的，并且这些Ⅳ．制导律要求导弹的推力在整个拦截过程中可控，在导弹制导的末端，该要求是难以实现的，因此不利于工程上的使用。在设计制导律的过程中，往往不仅要求系统具有较强的鲁棒性和实用性，而且希卑获得较好的动态特性和较小的控制能鼍。呸控制的特点就是能够保证较好的动态性能品质和较小的控制能量，但对目标机动产生的不确定性不具有鲁棒性。
针对以上问题，本文运用也／Ｈ。混合控制设计了导弹三维末制导律，该制导律同时具有Ⅳ。控制鲁棒性强和以控制动态性能好的优点，不需已知或估计目标的加速度信息，也不要求控制导弹的推力，便于工程上的实际应用。数字仿真
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