外文翻譯-機械模具自動化【期刊】三維空間攔截的前置追蹤變結構制導律-中文翻譯

1、三維空間攔截的前置追蹤變結構制導律 三維空間攔截的前置追蹤變結構制導律 葛連正,沈毅,高云峰,趙立軍 (哈爾濱工業(yè)大學控制科學與工程系，黑龍江哈爾濱150001) 摘要 摘要 為了解決導引頭探測由于高速運動所引起的干擾問題，提出了空間攔截的前置攔截方式。在建立了前置追蹤導引方式的三維制導模型的基礎上，對機動目標攔截基于李亞普諾夫穩(wěn)定性分析方法設計了一種前置追蹤非線性變結構制導律。前置追蹤制導律將攔截器導引到目標軌道的前方進行攔截，要求攔

2、截器的速度小于目標導彈的速度。攔截器和目標導彈彈道攔截的三維數(shù)字仿真驗證了制導模型和制導律的正確性。 關鍵詞: 前置追蹤；三維制導模型；非線性變結構；李亞普諾夫定理；制導律 1 引言 引言 在攔截戰(zhàn)術彈道導彈的攔截，多用來探測目標的紅外導引頭。然而，檢測精度往往是由于氣動加熱而退化[1]。為了解決氣動燒蝕問題，最近已開發(fā)的前置追蹤（HP）制導律攔截導彈，它的位置在對其飛行軌跡的目標摧毀目標 [2]。利用該制導律，攔截器可以飛相同的方向與

3、目標在一個較低的速度擊中目標。相比于正面接觸，低速度達到減少能源消耗。HP 的指導方法是文獻中的進一步改進。相對運動模型可以被視為兩個垂直通道和制導問題每一個平面的問題。前置追蹤變結構制導律進行了基于平面的模型。然而，由于實際導彈攔截發(fā)生在在三維空間中，一個三維的前置追蹤指導方法在實際中是比較有用的。 各種經(jīng)典制導方法已檢查的三維制導攔截以來實施的三維純比例導引律由艾德勒提出的起源[5]。參考文獻[6-11 ]。已開發(fā)的三維制導模型，給

4、出了基于李雅普諾夫穩(wěn)定性理論指導法。這些制導律只適宜迎面攔截，攔截方式和運動學模型不同于 HP 的指導方法。作為一個直觀的強大的控制技術，滑模變結構控制[12-15]一直在用各種指導應用用來解決大的建模誤差和不確定性的非線性(1) 𝑑𝐿𝑑𝑡 = 𝑉𝑚 ? 𝑉𝑡 = 𝑣𝑚w

5、894;𝑚 ? 𝑣𝑡𝑖𝑡 = 𝑟𝑖𝑙 + Ω𝑙 ? 𝐿(2) 𝑟 = 𝑣𝑚cos 𝜃𝑚cos 𝜑𝑚 ? 𝑣𝑡cos 𝜃

6、𝑡cos 𝜑𝑡𝜑𝑡 =?𝑎𝑧𝑡𝑣𝑡cos 𝜃𝑡 +𝑣𝑚𝑟cos 𝜃𝑡sin 𝜃𝑡cos 𝜑𝑡tan &#

7、120579;𝑙 ×(cos 𝜃𝑚sin 𝜑𝑚 ?𝑣𝑡𝑣𝑚cos 𝜃𝑡sin 𝜑𝑡) ?𝑣𝑚𝑟 ?(3) (cos 𝜃𝑚sin ҵ

8、93;𝑚 ?𝑣𝑡𝑣𝑚cos 𝜃𝑡sin 𝜑𝑡) ?𝑣𝑚𝑟cos 𝜃𝑡 ? sin 𝜃𝑡sin 𝜑𝑡(sin 𝜃𝑚 ?&#

9、119907;𝑡𝑣𝑚sin 𝜃𝑡)𝜃𝑡 =𝑎𝑦𝑡𝑣𝑡 ?𝑣𝑚𝑟(4) sin 𝜑𝑡tan 𝜃𝑙(cos 𝜃Ү

10、98;sin 𝜃𝑚 ?𝑣𝑡𝑣𝑚cos 𝜃𝑡sin 𝜃𝑡) ?𝑣𝑚𝑟 cos 𝜑𝑚(sin 𝜃𝑚 ?𝑣𝑡𝑣𝑚

11、;sin 𝜃𝑡)𝜑𝑚 =?𝑎𝑧𝑚𝑣𝑚cos 𝜃𝑚 +𝑣𝑚𝑟cos 𝜃𝑚sin 𝜃𝑚cos 𝜑𝑚tan 𝜃

12、𝑙 ?(cos 𝜃𝑚sin 𝜑𝑚 ?𝑣𝑡𝑣𝑚cos 𝜃𝑡sin 𝜑𝑡) ?𝑣𝑚𝑟 ?(5) (cos 𝜃𝑚sin 𝜑𝑚

13、 ?𝑣𝑡𝑣𝑚cos 𝜃𝑡sin 𝜑𝑡) ?𝑣𝑚𝑟cos 𝜃𝑡sin 𝜃𝑚sin 𝜑𝑚(sin 𝜃𝑚 ?𝑣𝑡

14、;𝑣𝑚sin 𝜃𝑡)𝜃𝑚 =𝑎𝑦𝑚𝑣𝑚 ?𝑣𝑚𝑟 sin 𝜑𝑚tan 𝜃𝑙(cos 𝜃𝑚sin 𝜑

15、19898; ?𝑣𝑡𝑣𝑚cos 𝜃𝑡sin 𝜃𝑡) ?𝑣𝑚𝑟 cos 𝜑𝑚(6) (sin 𝜃𝑚 ?𝑣𝑡𝑣𝑚sin 𝜃

16、𝑡)和 VT 分別是攔截器速度矢量和目標速度矢量。Ω1 是 LOS 的視線角速度矢 𝑣𝑚 𝑣𝑡量。AYT 和 AZT 分別是假定上的目標機動加速度和偏航機動加速度。AYM 和 AZM分別是俯仰機動加速度和攔截器的偏航機動加速度。 前置追蹤制導律要求攔截器的速度低于目標，所以速度比定義為 (7) N =𝑣𝑚𝑣&

17、#119905; < 1為了達到目標，在攔截點 R = 0 不僅是必需的，但也需要目標在方向上攔截飛行器，因此： , (8) lim 𝑟→0𝜃𝑚 = 0 lim𝑟→0𝜃𝑡 = 0, (9) lim 𝑟→0𝜑𝑚 = 0 lim𝑟→0𝜑𝑡