[发明专利]一种拦截机动目标的攻击时间约束制导律设计方法

说明书

本发明提供了一种拦截机动目标的攻击时间约束制导律设计方法，步骤为：得到导弹的视线角二阶动态方程；设计基于时间的二次函数，作为导弹需要跟踪的参考视线转率；基于视线角二阶动态方程，采用滑模控制方法，设计具有攻击时间约束的制导律。本发明的设计方法是一种基于参考视线转率的滑模制导律设计方法，是一种具有抗干扰性能、快速跟踪期望视线转率、精确命中目标的制导律，通过调节参考视线转率的参数，从而实现对攻击时间的约束。

技术领域

本申请涉及导弹制导系统设计领域，具体但不排他地，涉及一种拦截机动目标的攻击时间约束制导律设计方法，主要应用于多枚反舰导弹完成对机动目标的饱和攻击任务。

背景技术

目前，随着海面大型舰艇装备近身防御系统的发展，应用单枚反舰导弹攻击这类目标具有较大的风险，很容易被对方防御系统拦截或击毁。针对此问题，一种有效的攻击策略是实施多枚反舰导弹对海面舰艇的饱和攻击，以制约其覆盖范围有限的防御系统。而实施这种饱和攻击最关键的技术便是对导弹的攻击时间提出要求，使多枚导弹在同一时间攻击目标。因此，设计具有攻击时间约束的制导律具有重要意义。

基于不同理论设计的传统制导律，已经被广泛有效地应用在反舰导弹拦截问题中。然而，针对具有攻击时间约束的制导律，相关研究却相对较少，特别是针对机动目标的攻击时间约束制导律的设计问题。这主要是由于目标的机动性给制导系统和制导信息带来一系列的不确定性问题，使得针对静止/常速运动目标的攻击时间约束制导律无法有效地应用于拦截机动目标。同时，已有的大部分攻击时间约束制导律，都需要依赖剩余时间来估计信息，或者需要将弹目的数学模型进行线性化，这都给所设计的制导律造成了一定的保守性，降低了制导系统的鲁棒性。因此，设计一种拦截机动目标的攻击时间约束制导律，在克服已有保守性的同时提高制导系统的鲁棒性，显得十分必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，设计具有攻击时间约束的制导律，以实现对机动目标的精确打击并保证攻击时间约束。本发明的设计方法是一种基于参考视线转率的滑模制导律设计方法，是一种具有抗干扰性能、快速跟踪期望视线转率、精确命中目标的制导律，通过调节参考视线转率的参数，从而实现对攻击时间的约束。

本发明提供了一种拦截机动目标的攻击时间约束制导律设计方法，包括以下步骤：

S01：考虑海平面为二维攻击平面，建立针对机动目标的弹目数学模型；

S02：根据步骤S01中的弹目数学模型，得到导弹的视线角二阶动态方程；

S03：设计基于时间的二次函数，作为导弹需要跟踪的参考视线转率，通过调节所述参考视线转率的参数来满足导弹的飞行时间约束；

S04：基于步骤S01中的视线角二阶动态方程，采用滑模控制方法，设计具有攻击时间约束的制导律。

进一步，步骤S01的弹目数学模型为：

其中，V_M，V_T分别代表导弹和目标的速度，A_M，A_T分别表示导弹和目标的侧向加速度，(x_M，y_M)，(x_T，y_T)分别表示导弹和目标的位置信息，r为弹目相对距离，γ为导弹的弹道倾角，γ_T为目标的航向角，表示导弹的前置角，λ为关于导弹的视线角的参量。

进一步，步骤S02中的视线角二阶动态方程如下: