目前,关于带攻击角约束制导律的研究,出现了诸多研究成果。文献[2]利用扰动观测器对目标机动进行估计,并约束导弹击中目标时的攻击角,利用边界层法削弱抖振现象,提出了一种基于扰动观测器的滑模制导律。文献[3]利用扩张状态观测器对干扰进行观测,将导弹速度的时变和目标机动加速度视为干扰,提出一种基于扩张状态观测器的有限时间收敛制导律。文献[4]利用扩张状态观测器对目标机动进行估计,选取了一种非奇异终端滑模面,分别采用不同的趋近律设计出2种带落角约束的制导律,并利用扩张状态观测器实现对目标机动加速度的估计,2种制导律都具有较好的制导性能。文献[5]基于连续时间稳定控制方法提出了一种新的带攻击角度约束有限时间稳定制导律,通过有限时间控制理论证明了闭环制导系统状态的全局有限时间稳定特性。
制导律产生的控制指令由导弹自动驾驶仪实现,导弹通过调节执行机构来跟踪控制指令,导弹在大气层飞行时,受到空气动力作用以及导弹自身硬件设备延迟等原因,使得制导指令和导弹的加速度之间存在延迟。导弹打击目标的过程中,末制导时间有限,为了精确打击目标,需要设计使弹目视线角速率快速收敛的高精度制导律,较大的延迟必然导致制导精度的下降。上述滑模制导律在推导时都将导弹自动驾驶仪视为理想环节,可以通过在制导律设计时考虑自动驾驶仪动态特性来解决这个问题。文献[6-7]详细分析了延迟对制导律的影响,并考虑自动驾驶仪动态特性设计制导律。
针对延迟问题,文献[8]提出了考虑自动驾驶仪动态特性条件下的带落角约束制导律,但是在制导初始阶段难以获得导弹击中目标时的目标航迹角。文献[9]采用二阶扩张状态观测器对目标加速度进行估计,将导弹自动驾驶仪动态特性近似为一阶惯性环节,设计了一种考虑自动驾驶仪动态特性的带落角约束制导律,具有很好的制导性能,但是在设计扩张状态观测器时,并未考虑信号污染情况。
在考虑导弹自动驾驶仪动态特性和带攻击角约束制导律研究方面,文献[10]考虑自动驾驶仪一阶动态响应,建立二维和三维制导模型,基于二阶终端滑模控制方法提出考虑导弹自动驾驶仪动态特性的有限时间收敛制导律,但是制导律表达式中含有扰动项,而且会受到目标加速度上界的影响,会导致制导律鲁棒性较差,影响导弹的制导精度。文献[11]考虑自动驾驶仪动态特性和不确定干扰,利用高精度观测器对目标机动加速度进行估计,提出了有限时间滑模制导律。但是在制导过程中,将导弹自动驾驶仪视为二阶环节更符合实际情况[12]。文献[13-14]考虑自动驾驶仪二阶动态响应,利用动态面控制法提出制导律。但实际情况中,目标机动加速度难以测量得到,在处理目标加速度时将其视为有界干扰有失一般性。文献[15]考虑自动驾驶仪动态特性补偿,结合反馈化线性技术,利用积分反演定理推导出带攻击角约束的反演递推制导律,但是制导律形式复杂,不易工程实践。
在滑模制导律研究方面,传统的滑模制导律采用线性滑模面,虽然系统状态到达滑模面后,能够渐进趋近于零,但不能保证有限时间收敛。终端滑模控制方法能够很好地解决这个问题,且具有比传统滑模控制方法更好的收敛性能[16]。文献[17]选取包含非线性函数项的终端滑模面设计制导律,能够实现系统状态在有限时间内收敛到平衡点。文献[18]在终端滑模控制方法的基础上,设计了一种能够使视线角速率和视线角误差在制导结束之前收敛到零的有限时间收敛制导律,并求解出具体的收敛时间。但是文献[17-18]所设计制导律中含有负指数项,会出现奇异问题。
利用终端滑模控制研究导弹制导控制相关问题,文献[19]提出带终端角约束的滑模制导律,文献[20]利用变结构控制理论推导出一种带攻击角约束的制导律,但都未考虑终端滑模面非奇异问题。为解决终端滑模制导律中可能存在的奇异问题,文献[21]选取非奇异终端滑模面,解决了终端滑模制导律中的奇异问题,且具有和终端滑模制导律相似的收敛特性。
以往考虑导弹自动驾驶仪动态特性的制导律的设计大多采用反推控制设计(backstepping)方法,但这种方法需要对模型进行连续求导,导致导引律表达式中含有状态的高阶导数,但实际应用中,状态的高阶导数,比如弹目视线角的二阶导数等,难以测量得到,因此该方法用于实践较难。Swaroop等[22]在backstepping方法和滑模控制的基础上,提出了动态面控制方法,其实现方法是将每步设计的虚拟控制量通过一个低通滤波器,进而不需要对虚拟控制量进行多次求导,避免了出现系统状态的高阶导数,解决了backstepping方法中的“微分爆炸”问题,受到了广泛的应用。
本文应用动态面控制法设计一种考虑导弹自动驾驶仪二阶动态特性带攻击角约束的新型制导律,主要用于拦截空中目标,通过仿真对比,具有较好的制导性能,能够以较小的脱靶量和较精确的期望角度拦截目标。
1 弹目相对运动方程 防空导弹攻击角约束问题主要在纵向平面内研究,为便于分析讨论,在设计制导律之前,建立二维平面内导弹和目标相对运动模型如图 1所示。其中:导弹M和目标T均视为质点;vm为导弹速度; vt为目标的速度,假设其均为常数,并且vm>vt; θm为导弹弹道倾角; θt为目标航向角;r为弹目之间相对距离; q为弹目视线角;am和at分别为导弹和目标的法向加速度。
图 1 弹目相对运动示意图 Fig. 1 Schematic diagram of relative motion of missile and target |
图选项 |
弹目相对运动方程:
(1) |
由图 1,易知导弹加速度am和at目标加速度在视线法向上的分量分别
(2) |
为便于推导,令导弹和目标的相对径向速度
(3) |
(4) |
整理式(1)~式(4),可得
(5) |
(6) |
经过变换
(7) |
目前对攻击角定义类型较多,取常用方式作为攻击角定义。即导弹飞向目标过程中制导末端导弹速度方向与目标速度方向的夹角[4]。攻击角约束问题指的是导弹在末制导时刻,导弹在保证零脱靶量击中目标的同时满足期望的攻击角度,用以提高导弹杀伤力。需要满足条件
(8) |
(9) |
(10) |
式中:tf为制导结束时刻; θd为导弹期望的攻击角; θm(tf)和θt(tf)分别指的是末制导时刻导弹和目标的弹道倾角。式(8) 表示在制导末端,导弹能够击中目标; 式(9) 表示末制导时刻,导弹击中目标时的期望攻击角; 式(10) 表示导弹在击中目标时目标需要在导弹导引头视场范围内。
由式(2) 和式(8) 可得
(11) |
即
(12) |
对于攻击固定目标,θt(tf)=0,那么导弹的期望攻击角θd就变成了定值;对于机动目标,由式(11) 和式(12) 可知,目标末端时刻的航迹角θt(tf)可以测量得到,那么对于所期望的导弹攻击角θd而言存在唯一的弹道倾角θm(tf)与之对应,并且可以确定唯一的终端弹目视线角q(tf),定义为q(tf)=qd。因此,带攻击角约束的问题就转变为对终端视线角约束的问题。
2 扩张状态观测器设计 导弹制导过程中,无法直接测量目标加速度准确值,一般都是将其视为有界量。针对高速机动目标,导弹制导性能明显降低,引起制导精度下降。扩张状态观测器不仅可以观测系统的状态,也能够对系统的未知扰动和不确定性进行观测。因此,可以选用扩张状态观测器对目标加速度进行估计。将at扩展为一个新的状态变量,则式(6) 构成新的系统:
(13) |
式中:g1(t)为目标加速度at的一阶导数,虽然无法直接测量目标加速度,但易知g1(t)≤g0, g0为常数。
考虑到实际情况中,测量任何一个状态量都无法避免受到噪声影响,因此在系统式(13) 的基础上建立考虑噪声的新系统:
(14) |
式中:Vy为量测噪声信号。
针对系统式(13),存在噪声,受到文献[23]启示,利用一阶滤波器消除噪声,在保证原系统不变的情况下,设计考虑一阶滤波器的系统:
(15) |
式中:ff(V′q, Vq)表示低通滤波器; V′q为新的状态量,表示滤波后的信号。
根据系统式(15),设计新的扩张状态观测器,其数学模型为
(16) |
式中:e1为状态误差; z2和z3分别为Vq和atq的观测值; β01、β02、β03、α1、α2、δ分别为扩张状态观测器的参数,β01、β02、β03为观测器的增益系数;非线性函数fal为
(17) |
其中:0<α<1;δ>0。选择合适参数β01、β02、β03、α1、α2、δ就可以使得扩张状态观测器上更好地对Vq和atq进行观测和动态补偿。
目标加速度的估计值可以表示为
(18) |
3 滑模面设计 考虑如下二阶SISO线性不确定系统:
(19) |
式中:x=[x1, x2]T∈R2、u∈R和y∈R分别为系统的状态变量、控制输入和输出;f(x)和b(x)为关于x的光滑非线性函数,且b(x)≠0;g(x)为不确定性以及外部有界干扰,且满足|g(x)|≤|lg|,lg为有界干扰的上界。
传统的终端滑模面为
(20) |
其中:λ>0为待设计的滑模面参数;p和q(p>q)为正奇数。
控制器设计为
(21) |
式中:η>0。
由控制器表达式不难看出,当x1=0、x2≠0时,由于
为了克服终端滑模控制奇异等问题,设计一种非奇异终端滑模面
(22) |
式中:a>0;b1>0;β>0。
控制器设计为
(23) |
定理1????对于非线性系统式(19),选取如式(22) 所示所设计的非奇异终端滑模面,在式(23) 控制律作用下,系统将有限时间到达滑模面,并且在滑模面上有限时间收敛到平衡点。
定义1????设系统状态初始位置(x1(0), x2(0))到达滑模面s=0上到达点(x1(tr), x2(tr))的时间为到达时间tr;系统状态从到达点(x1(tr), x2(tr))沿滑模面s=0运动到状态零点(0, 0) 的时间为收敛时间tc;系统从任意非零初始位置(x1(0), x2(0))到达状态零点(0, 0) 所用时间为稳定时间,记为ts,ts=tr+tc[14]。
证明????选取Lyapunov函数
(24) |
将式(23) 代入式(24),得
(25) |
因为|g(x)|≤|lg|,式(25) 变为
(26) |
由式(26) 可知,系统满足Lyapunov稳定性条件,能够有限时间到达滑模面。当系统到达滑模面s后,满足条件s=0,之后将会沿着滑模面向系统平衡点运动,假设系统状态到达滑模面的时间为tr,从滑模面到平衡点的时间为tc,则式(22) 变为
即
整理得
(27) |
证毕
由式(27) 可知,分母的值可以有限小,而分子的值为有限大,因此收敛时间为有限大小的值。当系统状态离平衡点较远时,分子的大小主要由指数项eβx1(tr)决定,因此收敛时间主要受到非线性
4 理想自动驾驶仪带攻击角约束制导律设计 4.1 制导律设计 通过分析,选取状态变量x1=q(t)-qd(t),
(28) |
为了消弱抖振,改善趋近过程的动态品质,并且实现连续的终端滑模控制,采用指数和幂次相结合的快速终端滑模趋近律
(29) |
式中:η1, η2>0;0<γ<1。
令
(30) |
4.2 稳定性证明 考虑如下非线性系统[24]:
其中,f:U0×R→Rn在U0×R上连续,而U0是原点x=0的一个开邻域。基于有限时间控制理论,有如下引理。
引理1????考虑非线性系统式(1),假定存在一个定义在原点的邻域
(31) |
构造Lyapunov函数
将式(30) 代入式(28),结合式(22),得
(32) |
假设存在一个权数0<θ≤1,使得式(31) 转换为
如果
(33) |
当0<θ0<1,有
(34) |
因此,当扩张状态观测器稳定时,闭环系统将会在有限时间内收敛到滑模面s=0的领域内,系统状态可以在有限时间内趋近到零[25]。
5 考虑导弹自动驾驶仪二阶动态特性的带攻击角约束制导律设计 5.1 制导律设计 在实际制导过程中,自动驾驶仪保证导弹精确、鲁棒地跟踪制导系统产生的输入指令,使导弹根据控制指令产生控制力矩和控制力来改变导弹的攻角,从而改变速度矢量方向,使得导弹精确命中目标。一般的导弹驾驶仪都具有高阶动态,为了提高导弹制导精度又不至于使得制导律形式过于复杂,将导弹自动驾驶仪的动态特性看成二阶惯性环节来表示,如式(35):
(35) |
用微分方程表示式(35)
式中:u为提供给导弹自动驾驶仪的控制指令;ζ和ωn分别为导弹自动驾驶仪阻尼比和固有频率。
重新定义状态
(36) |
设计x3和虚拟控制量x3:
定义第1个误差表面为
(37) |
式中:x2d为期望值,这里x2d=0,因此有s1=s,对其求导,得
(38) |
第3节已经得出滑模面s=x2+ax1+b1eβx1能够在有限时间收敛为零,选择一个虚拟控制量x3,保证s1→0,这里可令x3=u1,则由式(30) 可得
(39) |
为避免传统逆推设计方法的项数爆炸问题,引入新的虚拟控制量x3d,它由x3经过一个一阶滤波器得到,将x3输入到时间常数为τ3(τ3>0) 的一阶低通滤波器,得到新的状态变量x3d:
(40) |
定义第2个误差表面为
(41) |
对其求导,得
(42) |
设计虚拟控制x4使得s2→0
(43) |
式中:k2>0,将x3输入到时间常数为τ4(τ4>0) 的一阶低通滤波器,得到新的状态变量x4d:
(44) |
定义第3个误差面为
(45) |
对其求导,得
(46) |
设计实际的控制量u使得s3→0
(47) |
式中:k3>0。
因此,得到实际控制量
(48) |
其中:
5.2 稳定性证明 首先,定义边界层误差如下。
由式(39) 得
(49) |
由式(43) 得
(50) |
由式(41) 和式(49),得
(51) |
由式(45) 和式(50),得
(52) |
由式(36) 和式(37),得
(53) |
由式(36)、式(42) 和式(52),得
(54) |
由式(47) 知
由式(49) 得
(55) |
由式(50) 得
(56) |
由文献[20]可知,存在正实数M3、M4>0,使得
考虑Lyapunov函数如下:
(57) |
由式(37)、式(41)、式(45)、式(47)、式(49)、式(50)、式(53)~式(56),得
(58) |
由式(55) 和式(56) 知,整理得
(59) |
利用Young不等式可以得到
(60) |
控制参数选取如下:
(61) |
解式(61) 得
(62) |
很明显,
6 案例验证 为验证所设计制导律制导性能,需进行案例验证,根据目标状态的不同,设置2种仿真场景进行仿真分析。假设导弹弹体为刚体,不考虑弹性变形;地球为均匀重力场,g为重力加速度,常数;大气流场均匀,不计风的影响。导弹初始位置为(0,0,500) m, 速度为600 m/s;目标初始位置为(2 500,3 000,500) m。扩张状态观测器参数取值为β01=44、β02=96、β03=486、α1=0.15、α2=0.4、δ=0.1。自动驾驶仪阻尼比取0.85,固有频率取25 rad/s。所设计的滑模制导律,式(30) 简称为VSG,所设计的新型制导律基于动态面控制法得到,因此将式(48) 简称为DSCG,相关参数取值为:a=0.3,b=1,β=3,η1=3,η2=0.3,γ=2,τ3=0.1,τ4=0.1,k2=4,k3=6。
考虑到制导律VSG和DSCG中含有符号函数项,会存在抖振问题,实际应用中常用
(63) |
(64) |
其中:δ1为消颤因子,取值0.001。
为验证DSCG的有效性,与文献[26]所提的BPNG和文献[27]所提的SMG进行对比分析。
BPNG表达式为
(65) |
其中:选取参数N1=5、N2=1;qd为期望视线角。
SMG表达式为
(66) |
其中:x1=q-qd;
由DSCG、SMG、VSG表达式可以知道,当q-
(67) |
式中:Nmax为导弹最大可用过载。
场景1????目标为机动目标,初始速度为180 m/s。在纵向平面做余弦运动,并且以加速度为at=10cos(πt/4) m/s2沿着X轴正向飞行, 要求导弹期望视线角45°飞向目标。
仿真实验结果如图 2所示。为便于讨论,将部分性能参数用于二维坐标系下分析。由图 2(a)~图 2(c)可以看出,导弹在BPNG、DSCG、SMG、VSG的作用下飞向目标的制导时间、脱靶量、视线角分别为12.11 s、2.299 3 m、47.3°,11.63 s、0.249 6 m、45.7°,11.61 s、1.284 7 m,45.9°,11.60 s、2.2993 m、46.7°。DSCG和VSG在末制导时弹道较平直,有利于末制导的精确调节。由图 2(d)知,从数值上来看,由于BPNG、SMG、VSG未考虑自动驾驶仪二阶动态延迟特性,因此相对于DSCG,制导指令变化较大,并且有发散的趋势,而DSCG在制导末端明显有收敛的趋势,有助于导弹飞行的稳定性。由于DSCG和VSG均利用扩张状态观测器对目标加速度进行估计,可以看出控制指令均能很好地跟踪目标加速度,DSCG控制指令在末制导时刻有收敛的趋势,其他3种制导律的控制指令已发散,使得导弹可以提供足够的可用过载应对外界干扰,有助于降低脱靶量。由图 2(e)知,BPNG、DSCG、SMG、VSG在制导末段弹目视线角速率都能趋近于零,受到目标机动的影响,虽然在制导初始阶段DSCG、VSG不稳定,影响制导精度,但DSCG、VSG在末制导时基本接近于零,因此依旧有较高的制导精度,表明其具有较强的鲁棒性。由图 2(f)可以看出,所设计的非奇异终端滑模面能够在有限时间收敛到零,表明导弹能够以较小的脱靶量和较精确的期望角度拦截目标。由图 2(g)可以看出,所设计考虑噪声污染的扩张状态观测器具有良好的跟踪性能,2 s之后准确估计目标加速度真实值。
图 2 场景1仿真实验结果 Fig. 2 Simulation experimental results of Situation 1 |
图选项 |
对于机动目标,根据导弹对期望视线角约束的不同,还进行3种仿真实验,导弹分别以qd=30°,60°, 75°对目标进行拦截, 不同视线角拦截机动目标仿真实验结果如表 1所示。
表 1 不同视线角拦截机动目标仿真实验结果 Table 1 Simulation experimental results of maneuvering target interception at different angles of LOS
qd/(°) | 制导律 | 制导 时间/s | 脱靶量/ m | 视线角 偏差/(°) |
30 | BPNG | 12.12 | 2.298 3 | 2.3 |
DSCG | 11.69 | 0.247 8 | 0.5 | |
SMG | 11.68 | 1.256 4 | 1.1 | |
VSG | 11.67 | 1.426 8 | 1.3 | |
60 | BPNG | 12.08 | 2.278 5 | 1.8 |
DSCG | 11.62 | 0.239 8 | 0.3 | |
SMG | 11.62 | 1.087 2 | 0.9 | |
VSG | 11.61 | 1.413 9 | 1.2 | |
75 | BPNG | 12.16 | 2.301 2 | 2.5 |
DSCG | 11.67 | 0.257 6 | 0.4 | |
SMG | 11.66 | 1.156 8 | 1.3 | |
VSG | 11.64 | 1.507 3 | 1.4 |
表选项
场景2????目标为匀速飞行目标,初始速度为180 m/s,并且以初始航迹角8°飞向地面, 要求导弹视线角约束为45°飞向目标。仿真实验结果如图 3所示。由图 3(a)~图 3(c)可以看出,导弹在BPNG、DSCG、SMG、VSG的作用下飞向目标的制导时间、脱靶量、视线角分别为12.57 s、3.573 7 m、41.2°,11.52 s、0.345 2 m、44.6°,11.54 s、1.207 6 m、46.1°,11.49 s、1.523 1 m、45.5°。由图 3(d)知,BPNG、DSCG、VSG制导指令加速度变化比较平稳,而SMG的制导指令在制导末端具有发散的效果,会影响导弹的制导精度。由图 3(e)可以看出,4种制导律在制导结束时均保持在零附近,均有收敛趋势,DSCG补偿了自动驾驶仪二阶动态延迟特性和目标机动,因此能够保证制导精度。由图 3(f)可以看出,所设计的非奇异终端滑模面能够在有限时间收敛到零。
图 3 场景2仿真实验结果 Fig. 3 Simulation experimental results of Situation 2 |
图选项 |
对于匀速目标,根据导弹对视线角约束的不同,还进行3种仿真实验,导弹分别以qd=30°,60°,75°对目标进行拦截。不同视线角拦截匀速目标仿真实验结果如表 2所示。
表 2 不同视线角拦截匀速目标仿真实验结果 Table 2 Simulation experimental results of uniform-velocity target interception at different angles of LOS
qd/(°) | 制导律 | 制导 时间/s | 脱靶量/ m | 视线角 偏差/(°) |
30 | BPNG | 11.63 | 3.568 5 | 2.2 |
DSCG | 11.54 | 0.354 2 | 0.3 | |
SMG | 11.49 | 1.532 7 | 1.3 | |
VSG | 11.52 | 1.453 6 | 1.3 | |
60 | BPNG | 11.55 | 3.550 7 | 2.1 |
DSCG | 11.51 | 0.336 9 | 0.2 | |
SMG | 11.48 | 1.513 8 | 1.2 | |
VSG | 11.48 | 1.483 2 | 1.1 | |
75 | BPNG | 11.58 | 3.760 4 | 2.4 |
DSCG | 11.52 | 0.326 9 | 0.3 | |
SMG | 11.50 | 1.502 3 | 1.2 | |
VSG | 11.49 | 1.496 3 | 1.3 |
表选项
BPNG是在比例导引算法基础上附加一个偏置项设计出来的,因而具备比例导引算法的制导参数较少并且容易配置和工程实践的优点,针对固定目标和低速目标BPNG具有良好的性能,但是对于高速大机动目标制导性能较差。SMG和VSG将导弹自动驾驶仪视为理想环节,基于滑模变结构理论设计的制导律。弹制导过程中,无法直接测量目标加速度准确值,一般都是将其视为有界量。因此,针对高速机动目标,导弹制导性能明显降低,引起制导精度下降。由于SMG在设计时,将目标机动视为有界干扰,而VSG采用扩张状态观测器对目标进行估计。并且由制导律表达式可知,变结构制导律中含有开关函数项sgn(s),会存在抖振现象,影响导弹命中目标的精度。DSCG考虑导弹自动驾驶仪二阶动态特性,并对机动目标加速度进行估计,攻击时间较长,依然能够满足导弹对攻击时间的要求,以至于制导律具有较高的性能。
分析知,无论拦截机动目标还是匀速飞行目标,4种制导律中,BPNG都有较大的拦截时间和较大的脱靶量,SMG具有较低脱靶量的优势,而VSG具有较小拦截时间的优势,导弹自动驾驶仪的动态特性对脱靶量影响比较大,对导弹自动驾驶仪二阶动态响具有补偿作用,能够保证相对较小的拦截时间、较小的脱靶量以及较精确的攻击角,总的来说,DSCG具有良好的制导性能。
7 结论 本文基于终端滑模控制理论和有限时间控制理论,结合动态面控制法,设计扩张状态观测器与非奇异滑模面,考虑自动驾驶仪二阶动态响应特性,得到带攻击角约束的新型制导律。通过对比仿真可以得到以下结论:
1) 本文所设计的制导律中的扩张状态观测器考虑噪声干扰,能够较好地跟踪机动目标加速度,拦截目标时具有较好的制导性能。
2) 设计的非奇异终端滑模面能够有限时间收敛到零,保证导弹在零脱靶量击中目标的同时达到期望攻击角。
3) 考虑自动驾驶仪二阶动态特性,将所设计的终端滑模制导律与动态面控制法结合,所设计的新型制导律具有一定鲁棒性,能够有效改善导弹控制系统动态延迟对制导精度带来的影响,实现精确打击。
仿真过程中,发现制导参数对制导律的性能影响较大,在后续的研究工作中将着重研究制导参数优化。
参考文献
[1] | 吴洪波. 防空导弹导引方法研究综述[J].上海航天, 2013, 30(3): 22–26. WU H B. A survey of guidance law in air defense weapons[J].Aerospace Shanghai, 2013, 30(3): 22–26.(in Chinese) |
[2] | 王晓芳, 郑艺裕, 林海. 基于扰动观测器的终端角约束滑模导引律[J].系统工程与电子技术, 2014, 36(1): 111–116. WANG X F, ZHENG Y Y, LIN H. Sliding mode guidance law with impact angle constraint based on disturbance observer[J].Systems Engineering and Electronics, 2014, 36(1): 111–116.DOI:10.3969/j.issn.1001-506X.2014.01.18(in Chinese) |
[3] | 张皎, 杨旭, 刘源翔. 基于扩张干扰观测器的带攻击角约束制导律[J].北京航空航天大学学报, 2015, 41(12): 2256–2268. ZHANG J, YANG X, LIU Y X. Guidance law with impact angle constraints based on extended disturbance observer[J].Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2015, 41(12): 2256–2268.(in Chinese) |
[4] | 周慧波, 宋申民, 刘海坤. 具有攻击角约束的非奇异终端滑模导引律设计[J].中国惯性技术学报, 2014, 22(5): 606–611. ZHOU H B, SONG S M, LIU H K. Nonsingular terminal sliding mode guidance law with impact angle constraint[J].Journal of Chinese Inertial Technology, 2014, 22(5): 606–611.(in Chinese) |
[5] | 刁兆师, 单家元. 带末端攻击角约束连续有限时间稳定制导律[J].宇航学报, 2014, 35(10): 1141–1149. DIAO Z S, SHAN J Y. Continuous finite-time stabilization guidance law for terminal impact angle constrainted flight trajectory[J].Journal of Astronautics, 2014, 35(10): 1141–1149.DOI:10.3873/j.issn.1000-1328.2014.10.006(in Chinese) |
[6] | 宋俊红, 宋申明. 考虑输入受限和自动驾驶仪延迟的自适应滑模制导律[J].中国惯性技术学报, 2015, 23(3): 339–344. SONG J H, SONG S M. Adaptive sliding mode guidance law with input constraints and autopilot lag[J].Journal of Chinese Inertial Technology, 2015, 23(3): 339–344.(in Chinese) |
[7] | 孙胜, 张华明, 周荻. 考虑自动驾驶仪动特性的终端角度约束滑模导引律[J].宇航学报, 2013, 34(1): 69–77. SUN S, ZHANG H M, ZHOU D. Sliding mode guidance law with autopilot lag for terminal angle constrained trajectories[J].Journal of Astronautics, 2013, 34(1): 69–77.(in Chinese) |
[8] | ZHOU D, QU P P, SUN S. A guidance law with terminal impact angle constraint accounting for missile autopilot[J].Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 2013, 135(5): 051009.DOI:10.1115/1.4024202 |
[9] | 熊少锋, 王卫红, 刘晓东, 等. 考虑导弹自动驾驶仪动态特性的带攻击角度约束制导律[J].控制与决策, 2015, 30(4): 585–592. XIONG S F, WANG W H, LIU X D, et al. Impact angle guidancelaw considering missile's dynamics of autopilot[J].Control and Decision, 2015, 30(4): 585–592.(in Chinese) |
[10] | SUN S, ZHOU D, HOU W. A guidance law with finite-time convergence accounting for autopilot lag[J].Aerospace Science and Technology, 2013, 25(1): 132–137.DOI:10.1016/j.ast.2011.12.016 |
[11] | LI G, JI H. A guidance law with finite time convergence considering autopilot dynamics and uncertainties[J].Journal of Control, Automation and Systems, 2014, 12(5): 1011–1017.DOI:10.1007/s12555-013-0432-y |
[12] | 曲萍萍, 周荻. 考虑导弹自动驾驶仪二阶动态特性的三维导引律[J].航空学报, 2011, 32(11): 2096–2105. QU P P, ZHOU D. Three dimensional guidance law accounting for second-order dynamics of missile autopilot[J].Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2011, 32(11): 2096–2105.(in Chinese) |
[13] | 曲萍萍, 周荻. 考虑导弹自动驾驶仪二阶动态特性的导引律[J].系统工程与电子技术, 2011, 33(10): 2263–2267. QU P P, ZHOU D. Guidance law incorporating second-order dynamics of missile autopilots[J].System Engineering and Electronics, 2011, 33(10): 2263–2267.DOI:10.3969/j.issn.1001-506X.2011.10.24(in Chinese) |
[14] | 张尧, 郭杰, 唐胜景, 等. 机动目标拦截含攻击角约束的新型滑模制导律[J].兵工学报, 2015, 36(8): 1143–1157. ZHANG Y, GUO J, TANG S J, et al. A novel sliding mode guidance law with impact angle constrain for maneuvering target interception[J].Acta Armamentarii, 2015, 36(8): 1143–1157.(in Chinese) |
[15] | 刁兆师, 单家元. 考虑自动驾驶仪动态特性的含攻击角约束的反演递推制导律[J].宇航学报, 2014, 35(7): 818–826. DIAO Z S, SHAN J Y. Back-stepping guidance law with autopilot lag for attack angle constrained trajectories[J].Journal of Astronautics, 2014, 35(7): 818–826.(in Chinese) |
[16] | 穆朝絮, 余星火, 孙长银. 非奇异终端滑模控制系统相轨迹和暂态分析[J].自动化学报, 2013, 39(6): 902–908. MU C X, YU X H, SUN C Y. Phase trajectory and transient analysis for nonsingular terminal sliding mode control systems[J].Acta Automatica Sinica, 2013, 39(6): 902–908.(in Chinese) |
[17] | YU J, XU Q, ZHI Y.A TSM control scheme of integrated guidance/autopilot design for UAV//3rd International Conference on Computer Research and Development.Piscataway, NJ:IEEE Press, 2011:431-435. |
[18] | ZHANG Y X, SUN M W, CHEN Z Q. Finite-time convergent guidance law with impact angle constraint based on sliding-modecontrol[J].Nonlinear Dynamic, 2012, 7(3): 619–625. |
[19] | SHASHI R K, SACHIT R, DEBASISH G. Sliding-mode guidance and control for all-aspect interceptors with terminal angle constraints[J].Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2012, 35(4): 1230–1246.DOI:10.2514/1.55242 |
[20] | RAO S, DEBASISH G. Terminal impact angle constrained guidance laws using variable structure systems theory[J].IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2013, 21(6): 2350–2359.DOI:10.1109/TCST.2013.2276476 |
[21] | KUMAR S R, RAO S, GHOSE D. Nonsingular terminal sliding mode guidance with impact angle constraints[J].Journal of Guidance, Control and Dynamics, 2014, 37(4): 1114–1130.DOI:10.2514/1.62737 |
[22] | SWAROOP D, HEDRICK J K, YIP P P, et al. Dynamic surface control for a class of nonlinear systems[J].IEEE Transactions on Automatic Control, 2000, 45(10): 1893–1899.DOI:10.1109/TAC.2000.880994 |
[23] | 王华吉, 简金蕾, 雷虎民, 等. 带扩张状态观测器的新型滑模导引律[J].固体火箭技术, 2015, 38(5): 522–527. WANG H J, JIAN J L, LEI H M, et al. A new sliding mode guidance law based on extended state observer[J].Journal of Solid Rocket Technology, 2015, 38(5): 522–527.(in Chinese) |
[24] | 张运喜, 孙明玮, 陈增强. 滑模变结构有限时间收敛制导律[J].控制理论与应用, 2012, 29(11): 1413–1418. ZHANG Y X, SUN M W, CHEN Z Q. Sliding mode variable structure finite-time convergence guidance law[J].Control Theory & Applications, 2012, 29(11): 1413–1418.(in Chinese) |
[25] | ZHU Z, XIA Y Q, FU M Y, et al.An observer-based missile guidance law//CCDC the 23th Chinese Control and Decision Conference.Piscataway, NJ:IEEE Press, 2011:1282-1287. |
[26] | KIM K, KIM Y.Implemental impact angle controlled guidance law design//The 3rd Korea/Japan Joint Workshop on Aeronautics and Astronautics.Piscataway, NJ:IEEE Press, 2002. |
[27] | 吴鹏, 杨明. 带终端攻击角度约束的变结构制导律[J].固体火箭技术, 2008, 31(2): 116–120. WU P, YANG M. Variable structure guidance law with terminal attack angle constraint[J].Journal of Solid Rocket Technology, 2008, 31(2): 116–120.(in Chinese) |