空间飞行器导引律优化控制三维仿真

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1、第33卷第10期计算机仿真2016年10月文章编号：1006—9348(2016)10—0066—06空间飞行器导引律优化控制三维仿真王雪梅，邵国豪俊，许哲，邢金和(火箭军工程大学，陕西西安710025)摘要：由于飞行器导引控制是一个多输人多输出强耦合的非线性系统，随着目标机动能力的增强，不仅要求能准确估计目标的机动，更需要研究三维制导模型下的鲁棒性强的导引方法。为此应用神经网络动态面控制方法设计了一种新型三维空间导引律。在导引律的设计过程中，通过引入一阶低通滤波器，使得导引律的最终表达形式中不含有中间变量的高阶导数，更易于实际应用。通过采用RB

2、F神经网络逼近相对运动模型中的耦合项和目标运动带来的干扰项，无须建立机动模型，估计精度高。应用Lay印unov稳定性判据对其稳定性进行了证明。仿真结果表明，在目标复杂机动的情况下，采用上述导引律的飞行器能够获得较小的脱靶量，分析证明了优化控制方法的有效性。关键词：导引律；神经网络；动态面控制；三维导引模型中图分类号：V412．1文献标识码：BThreeDime璐io舰lSimulationofSpaceVellicleGllidanceLawOptimizationControlWANGXue—mei，SHAOGuo—hao—jun，XUZhe，

3、XINGJin—he(RocketForceUniversityofEn矛neering，Xi’粕710025，China)ABSTRACT：T1leguidanceaIIdcontrol0fspacevehicleisaMIM0柚dnoIllinearsystemwithstmngcoupling．Astheenhance《taI伊tmaneuverability，itisnotoIllyrequiredtobeabletoaccumtelyestilnatethetargetm蚰euvering，butalsoneedtostudythemb

4、ustgllid锄cemetIlodunder3DgIlid趴cemodel．Basedonneuraldyn锄icsu如cecon—tml，anewthree—dimensional(3D)guid锄celaww踮proposedintIlepaper．IntlIedesignoftlleguid粕ce1aw，cer-tain6rst—orderlow—p鹊sfilterswereintroducedtoavoidtheoccurrenceofhigh—orderderivativesofinte珊ediatev撕ablesintheexpre

5、ssionof山egllid粕celaw，whichmal【esiteasytoimplementinpmctical印plications．RBFneu-ralnetworkswereusedtoappmximatetllecouplingte珊sintherelativemotionmodelandtheinterfbrencete硼swhichthemotionsoftargetbrin铲，whichmal(esasimplefomoftllegIlid粕celaw．Finally，IJayapunovstabili哆crite—rionw

6、asusedtoprovetIlestabilityoftheguid明celaw．Simulationsshowthatt11evehiclewhichusesthisguidancelawcanobtainsmallermissdist粕ceinthecase0fcomplicatedmaneuveringtargetandtheanalysisprovesthee珏毫c—tiveness0ft11eoptimalcontmlmethod．KEYWORDS：GuidaIlcelaw；RBFnet；Dyll哪icsu而cecontml；3Dgu

7、id蚰cemodel1引言近年来，随着高新技术不断在武器系统上的应用，目标的机动能力有了很大的提高，目前广泛应用于实际工程的比例导引律在应对这类新目标时往往不再奏效，特别是传统的鲁棒性能较好的导引律主要基于二维模型建立，这促使人们将现代控制理论的研究成果应用于导引律的设计，如滑模控制‘1。3]、有限时间控制‘¨]、模糊控制‘5‘7]、反步设计(Back．收稿日期：2016一04—07修回日期：2016一04—20一66一stepping)¨廿。等。严晗¨叫采用输入一状态稳定性理论和分块反步设计的思想，设计了一种可以有效克服控制系统动态特性和不确定

8、性的导引律，其中，Backstepping理论在改善所设计的导引律过渡过程品质中取得了令人满意的效果。但是，利用反推理论进行控制器设计时