[发明专利]一种基于滑模变结构理论的半捷联空空导弹制导方法

说明书

技术领域

本发明属于武器技术、制导方法领域，涉及空空导弹制导方法研究，具体涉及一种半捷联红外成像近距格斗空空导弹制导方法。

背景技术

随着未来空战中目标机动能力的不断增强，对导弹的制导能力提出了进一步的要求。为快速发现并跟踪目标，实现对目标的快速捕获和精确跟踪，将导弹的导引头由传统的稳定平台式改为半捷联方式，由于导引头的改变使得导弹在获取弹目相对运动状态方式上发生了改变，传统的制导律已不能满足制导要求，需要设计新型制导律。

传统的制导律如比例制导律和改进型增广比例制导律以弹目相对角速率作为制导信息进行制导律生成。由于导弹制导精度高要求弹目相对运动变化小，而半捷联体制下弹目相对角速率的滤波估计精度高又要求弹目相对运动变化大，二者相互制约。须提出一种既增强系统可观测性，改善系统滤波精度又提高导弹命中精度的制导律设计方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种基于滑模变结构理论的半捷联空空导弹制导方法。

本发明的一种基于滑模变结构理论的半捷联空空导弹制导方法，包括以下几个步骤：

步骤1：获取视线坐标系下弹目视线转率微分模型；

步骤2：获取运动跟踪滑模制导律；

步骤3：获取期望视线转率x_d；

本发明的优点在于：

(1)将sigmoid函数应用于运动跟踪滑模制导律的滑模面设计中，在制导初期增大弹目视线角速率，提高对目标运动状态的估计，在末制导阶段令弹目视线角速率为零，降低脱靶量，提高导弹命中精度；

(2)采用运动跟踪滑模制导律均能保证制导信息滤波器对制导信息的良好估计，尤其是对弹目相对距离、相对速度、视线角速率以及目标法向机动加速度的估计精度满足制导需求，从而使得导弹制导精度得到保证；

(3)制导律通过其表达式中的变结构项来消除目标机动和参数估计误差所带来的影响。这样即便弹目相对距离、相对速度和目标法向加速度估计不准确，导弹仍有很高的制导精度。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为弹目相对运动关系三维图；

图3为目标法向加速度估计误差；

图4为弹目视线角估计误差；

图5弹目视线角速率估计误差；

图6弹目相对速度估计误差。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明是一种基于滑模变结构理论的半捷联空空导弹制导方法，流程如图1所示，包括以下几个步骤：

步骤1：获取视线坐标系下弹目视线转率微分模型；

三维空间内，建立导弹与目标间的相对运动关系如图2所示，其中：ox_Gy_Gz_G为惯性空间坐标系，ox_Sy_Sz_S为弹目视线坐标系，拦截弹与坐标系原点重合，下标M和T分别表示导弹和目标，ox_S为弹目视线LOS(line-of-sight)。

在视线坐标系下，根据理论力学中的哥氏定理，建立弹目相对运动关系模型：

其中，

a_s＝[a_sx,a_sy,a_sz]^T＝[a_stx-a_smx,a_sty-a_smy,a_stz-a_smz]^T；

r_s＝[R,0,0]^T；