带约束碰撞角的顺∕逆轨制导律设计

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1、2015年5月第41卷第5期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsMav2015V01．41No．5http：f}bhxb．buaa．edu．cnjbuaa@buaa．edu．enDOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2014．0369带约束碰撞角的顺／逆轨制导律设计闫梁1’2，赵继广”，李辕1(1．装备学院研究生院，北京101416；2．北京跟踪与通信技术研究所，北京100094；3．装备学院科研部，北京101416)摘要：针对逆轨、顺轨拦截模式，提出了带末端

2、约束碰撞角的ACPN(AngleControlProportionalNavigation)、ACRPN(AngleControlRetro—ProportionalNavigation)2种轨迹成型制导律．将线性的比例制导(PN)／负比例制导(RPN)作为标称指令，将碰撞角约束作为反馈指令，以相对加速度建立微分方程，得到了ACPN、ACRPN制导律．ACPN使用正比例系数，逆轨拦截目标；ACRPN使用负比例系数，顺轨拦截目标．与现有的研究结果进行仿真对比：ACPN具有耗费控制力少、末加速度小的优势；ACRPN的控制力、脱靶量、碰撞角误差较逆轨拦截优势明显．此外，分析

3、了拦截高速目标的捕获区域．结果表明，ACPN比偏置比例导引的捕获区域大．当拦截弹的航迹角小于,tr／2+A。时(Ai为初始视线角)，宜采用ACPN(逆轨模式)拦截目标，拦截弹的航迹角大于等于-rr／2+A；时，宜采用ACRPN(顺轨模式)拦截目标．关键词：导弹；目标跟踪；制导律；弹道成型制导律；比例制导律；负比例制导律；碰撞角；高速目标中图分类号：V412．1；V448文献标识码：A文章编号：1001—5965(2015)05-0857-07保证零脱靶量，并带有末端约束碰撞角的轨迹成型制导律(TrajectoryShapingGuidance，TSG)设计是一项富有挑

4、战性的任务．TSG可主动改变拦截弹的航迹角以达到期望的末端碰撞角，有效增大弹头的碰撞效能．近年来，许多学者热衷于此，并提出了基于比例导引(ProportionalNaviga—tion，PN)⋯的多种制导律．按照拦截模式可将这些算法划分为顺轨拦截和逆轨拦截2种类型．对于逆轨拦截模式，已有较多的研究成果．Kim等¨1提出了基于偏置比例导引的制导算法，该算法采用时变的偏置角速率，改变拦截弹的航迹角以达到约束碰撞角．Zarchan¨。基于最优理论解算出了带约束碰撞角的轨迹成型制导律的非线性、线性形式．Ratnoo和GhoseHl使用两阶段PN制导律，在2个阶段分别进行比例系

5、数的调整以达到期望的约束碰撞角．Erer和Merttopcuoglu¨。提出的制导律同样基于分段制导的思想，但与Ratnoo不同的是，前后段分别使用BPN与PN制导，以达到期望的末端约束碰撞角．Jeon等M1提出的AITC(Angle—Impact-Time—Contr01)制导律则同时使用PN和BPN制导，将控制末端约束角的制导指令作为PN的反馈指令，以调整拦截弹达到期望的末端约束碰撞角．以上研究成果的共性可概括为：制导指令包括两部分，一是用于保证脱靶量最小的标称导引部分；二是满足碰撞角约束的修正部分．文献[2．3，6]都是在拦截全过程添加碰撞角约束的附加修正，调整

6、拦截弹的航迹角以达到期望碰撞角．文献[4—5]在拦截局部过程附加修正部分，同时包含时变的比例系数的调整．收稿日期：2014-06-19；录用日期：2014-07—20：网络出版时间：2014-08-0811：07网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／doi／10．13700／j．bh．1001-5965．2014．0369．html基金项目：国家“863”计划作者简介：闫梁(19盯一)，男，江苏徐州人，博士研究生，yanliangbj@163．COB+通讯作者：赵继广(1964一)，男，山东日照人，教授，zjgbeijing@126．t30m，主要研究方向

7、为航天任务分析与设计Bl用格式：闷粱．赵继广，李辕．带约束碰撞角的顺，遂轨制导律设计【j]．北京航空航天大学学报．2015．41(5)：857—863．YanL，ZhaoJG，Li丫．Guidancelawwithangularconstraintsforhead-pursuitorhead—onengagementfJJ．JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2015．41(5)：857-863(inChinese)．858北京航空航天大学学报2015年对于顺轨拦截模式，尚未发