收藏本站
《北京理工大学》 2016年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

终端多约束有限时间收敛末制导律

赵曜  
【摘要】:末制导的首要任务是实现最小的脱靶量。然而,在现代制导律设计中,碰撞角、碰撞时间和碰撞速度等终端约束对于末制导任务而言也同样非常重要。本文针对空对地打击、协同打击、机动目标拦截以及高超声速滑翔飞行器末制导等问题分别开展了基于次优SDRE、最优多项式、轨迹规划和有限时间滑模等控制方法的终端多约束制导技术研究。针对导弹对地面静止目标的打击问题,开展了带碰撞角约束的末制导技术研究。首先,开展了基于次优SDRE的有限时间收敛末制导技术研究。通过引入状态相关权重矩阵,消除了制导系统对剩余飞行时间信息的依赖,保证了系统状态的终端精度。进一步引入视线信息对制导律进行了改进,扩大了可实现的碰撞角范围。然后,开展了有限时间收敛最优多项式制导技术研究。设计了一种拟合多项式的指令形式,并通过设计相关参数实现了最优性能指标。进一步利用系统状态解析解分析了满足终端约束的制导增益选择范围,从而实现了对脱靶量、碰撞角误差的定量分析。最后,开展了有限时间滑模制导技术研究,提高了制导系统的鲁棒性。进一步通过分析滑模面系统动态特性,给出了避免控制奇异的制导增益选择方法,提高了制导末段的控制裕度。针对导弹对目标的协同打击问题,开展了碰撞角和碰撞时间同时约束的末制导技术研究。首先,开展有限时间时变滑模制导技术研究。基于非线性系统模型提出了一种双参数时变滑模面,并给出了满足终端约束的参数设计原则。通过引入新的参考坐标系,提高了制导系统对初始指向误差的容限并扩展了可实现的碰撞角范围。利用时变滑模的全局滑模特性,给出了系统状态解析解,实现了对飞行状态的离线分析和预测。然后,进一步针对时变滑模制导律无法应对控制饱和的问题,开展了有限时间轨迹在线规划制导技术研究。基于线性化的系统模型提出了一种轨迹在线规划算法,然后结合系统状态的闭环解给出了满足终端约束的制导律参数化方法,实现了制导指令的在新更新,从而保证了在控制饱和情况下期望的终端约束仍能得到满足。针对机动目标拦截以及高超声速滑翔飞行器末制导问题,分别开展了带碰撞角约束的制导技术研究和碰撞角与碰撞速度同时约束的制导技术研究。首先,针对一类二阶不确定非线性系统提出了一种基于截断函数的有限时间滑模控制方法,实现了系统状态在设定的有限时间收敛为零。给出了满足设计要求的截断函数选取原则,从而说明了控制器设计的灵活性。然后,针对机动目标开展了基于截断函数的有限时间滑模制导技术研究。通过选择合理的截断函数,使视线角误差及其变化率在拦截时刻同时收敛为零,从而实现了期望的碰撞角约束并保证了脱靶量最小。为了提高制导系统对指向误差的容限,提出了一种制导律切换逻辑,实现了导弹对目标的全方位拦截。最后,针对高超声速飞行器开展了基于截断函数的有限时间滑模制导技术研究。分别针对飞行纵向剖面和侧向剖面选择不同的截断函数进行带碰撞角约束的制导律设计。进一步通过调节侧向飞行轨迹,实现了对碰撞速度的同时约束。
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:V448;TJ765.3

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡恒章,李君龙,李凤林;连续非线性制导律离散实现的二分寻优法[J];哈尔滨工业大学学报;1996年05期
2 李新国,陈士橹;非线性H_∞鲁棒制导律设计[J];宇航学报;2000年S1期
3 屠文庆;导弹模糊制导律[J];航空兵器;2000年04期
4 于英杰,刘藻珍;变结构制导律分析[J];弹箭与制导学报;2001年04期
5 罗喜霜,张天桥;远程多用途导弹中段制导律(英文)[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);2002年02期
6 王青,毕靖;一种对噪声干扰鲁棒的模糊末制导律设计与仿真[J];系统仿真学报;2004年01期
7 李新国,毛承元,陈红英;H_∞制导律的统计性能分析[J];西北工业大学学报;2004年01期
8 王广宇;一种新的变结构制导律研究[J];航天控制;2005年03期
9 井建辉;杨军;张延生;贾海鹏;;智能化最优滑模制导律研究[J];弹箭与制导学报;2005年S3期
10 杨曦麟;闫杰;;一种基于李亚普诺夫理论的制导律[J];弹箭与制导学报;2005年S4期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 郑立伟;荆武兴;;基于零作用误差的自适应变结构制导律[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
2 王钊;李世华;张涛;费树岷;;基于有限时间控制的制导律研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
3 郑立伟;荆武兴;;适用于大气层外拦截器的近最优中制导律[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 梁宏伟;马保离;;导弹拦截的一种非线性自适应制导律[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 张运喜;焦纲领;孙明玮;陈增强;;带入射角约束的有限时间收敛滑模制导律研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
6 蔡立军;周风岐;;具有有界控制的导弹空间末制导律[A];1995年中国控制会议论文集(下)[C];1995年
7 王超;徐瑞;;基于时间-燃耗优化的火星反推制动制导律设计[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第十届学术年会论文集[C];2013年
8 张振南;李兴玮;;攻击机动目标的制导律研究[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
9 顾文锦;张汝川;赵红超;;基于自适应模糊神经网络逼近的滑模制导算法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 赵曜;终端多约束有限时间收敛末制导律[D];北京理工大学;2016年
2 刁兆师;导弹精确高效末制导与控制若干关键技术研究[D];北京理工大学;2015年
3 袁丽英;拦截机动目标非线性制导律设计[D];哈尔滨工业大学;2008年
4 张运喜;有限时间收敛滑模制导律研究[D];南开大学;2013年
5 孙未蒙;空地制导武器多约束条件下的制导律设计[D];国防科学技术大学;2008年
6 郭鹏飞;旋转弹质量矩控制技术与末制导技术研究[D];北京理工大学;2015年
7 姜春旺;质量矩飞行器制导控制问题研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘旭;带落角约束的模糊神经网络变结构末制导律研究[D];沈阳理工大学;2015年
2 翁雪花;考虑终端约束的末制导方法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
3 杨超;攻击时间可控的制导律设计[D];哈尔滨工业大学;2015年
4 肖刚;多约束条件下反临近空间目标中制导律设计[D];哈尔滨工业大学;2015年
5 贺群;直接力/气动力复合控制导弹的末制导律设计[D];哈尔滨工业大学;2015年
6 周运强;空地导弹先进制导律研究[D];北京理工大学;2016年
7 王凯琳;针对拖曳诱饵的制导律设计方法[D];哈尔滨工业大学;2016年
8 李冠林;变质心控制飞行器的末制导方法研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
9 惠耀洛;反临近空间飞行器的导弹制导律设计与仿真研究[D];南京航空航天大学;2016年
10 苏文山;大气层外偏置制导律的设计与精度分析[D];国防科学技术大学;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026