外文翻譯-機(jī)械模具自動(dòng)化【期刊】三維空間攔截的前置追蹤變結(jié)構(gòu)制導(dǎo)律-中文翻譯

1、三維空間攔截的前置追蹤變結(jié)構(gòu)制導(dǎo)律 三維空間攔截的前置追蹤變結(jié)構(gòu)制導(dǎo)律 葛連正,沈毅,高云峰,趙立軍 (哈爾濱工業(yè)大學(xué)控制科學(xué)與工程系，黑龍江哈爾濱150001) 摘要 摘要 為了解決導(dǎo)引頭探測(cè)由于高速運(yùn)動(dòng)所引起的干擾問(wèn)題，提出了空間攔截的前置攔截方式。在建立了前置追蹤導(dǎo)引方式的三維制導(dǎo)模型的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)攔截基于李亞普諾夫穩(wěn)定性分析方法設(shè)計(jì)了一種前置追蹤非線性變結(jié)構(gòu)制導(dǎo)律。前置追蹤制導(dǎo)律將攔截器導(dǎo)引到目標(biāo)軌道的前方進(jìn)行攔截，要求攔

2、截器的速度小于目標(biāo)導(dǎo)彈的速度。攔截器和目標(biāo)導(dǎo)彈彈道攔截的三維數(shù)字仿真驗(yàn)證了制導(dǎo)模型和制導(dǎo)律的正確性。 關(guān)鍵詞: 前置追蹤；三維制導(dǎo)模型；非線性變結(jié)構(gòu)；李亞普諾夫定理；制導(dǎo)律 1 引言 引言 在攔截戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的攔截，多用來(lái)探測(cè)目標(biāo)的紅外導(dǎo)引頭。然而，檢測(cè)精度往往是由于氣動(dòng)加熱而退化[1]。為了解決氣動(dòng)燒蝕問(wèn)題，最近已開發(fā)的前置追蹤（HP）制導(dǎo)律攔截導(dǎo)彈，它的位置在對(duì)其飛行軌跡的目標(biāo)摧毀目標(biāo) [2]。利用該制導(dǎo)律，攔截器可以飛相同的方向與

3、目標(biāo)在一個(gè)較低的速度擊中目標(biāo)。相比于正面接觸，低速度達(dá)到減少能源消耗。HP 的指導(dǎo)方法是文獻(xiàn)中的進(jìn)一步改進(jìn)。相對(duì)運(yùn)動(dòng)模型可以被視為兩個(gè)垂直通道和制導(dǎo)問(wèn)題每一個(gè)平面的問(wèn)題。前置追蹤變結(jié)構(gòu)制導(dǎo)律進(jìn)行了基于平面的模型。然而，由于實(shí)際導(dǎo)彈攔截發(fā)生在在三維空間中，一個(gè)三維的前置追蹤指導(dǎo)方法在實(shí)際中是比較有用的。 各種經(jīng)典制導(dǎo)方法已檢查的三維制導(dǎo)攔截以來(lái)實(shí)施的三維純比例導(dǎo)引律由艾德勒提出的起源[5]。參考文獻(xiàn)[6-11 ]。已開發(fā)的三維制導(dǎo)模型，給

4、出了基于李雅普諾夫穩(wěn)定性理論指導(dǎo)法。這些制導(dǎo)律只適宜迎面攔截，攔截方式和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型不同于 HP 的指導(dǎo)方法。作為一個(gè)直觀的強(qiáng)大的控制技術(shù)，滑模變結(jié)構(gòu)控制[12-15]一直在用各種指導(dǎo)應(yīng)用用來(lái)解決大的建模誤差和不確定性的非線性(1) 𝑑𝐿𝑑𝑡 = 𝑉𝑚 ? 𝑉𝑡 = 𝑣𝑚w

5、894;𝑚 ? 𝑣𝑡𝑖𝑡 = 𝑟𝑖𝑙 + Ω𝑙 ? 𝐿(2) 𝑟 = 𝑣𝑚cos 𝜃𝑚cos 𝜑𝑚 ? 𝑣𝑡cos 𝜃

6、𝑡cos 𝜑𝑡𝜑𝑡 =?𝑎𝑧𝑡𝑣𝑡cos 𝜃𝑡 +𝑣𝑚𝑟cos 𝜃𝑡sin 𝜃𝑡cos 𝜑𝑡tan &#

7、120579;𝑙 ×(cos 𝜃𝑚sin 𝜑𝑚 ?𝑣𝑡𝑣𝑚cos 𝜃𝑡sin 𝜑𝑡) ?𝑣𝑚𝑟 ?(3) (cos 𝜃𝑚sin ҵ

8、93;𝑚 ?𝑣𝑡𝑣𝑚cos 𝜃𝑡sin 𝜑𝑡) ?𝑣𝑚𝑟cos 𝜃𝑡 ? sin 𝜃𝑡sin 𝜑𝑡(sin 𝜃𝑚 ?&#

9、119907;𝑡𝑣𝑚sin 𝜃𝑡)𝜃𝑡 =𝑎𝑦𝑡𝑣𝑡 ?𝑣𝑚𝑟(4) sin 𝜑𝑡tan 𝜃𝑙(cos 𝜃Ү

10、98;sin 𝜃𝑚 ?𝑣𝑡𝑣𝑚cos 𝜃𝑡sin 𝜃𝑡) ?𝑣𝑚𝑟 cos 𝜑𝑚(sin 𝜃𝑚 ?𝑣𝑡𝑣𝑚

11、;sin 𝜃𝑡)𝜑𝑚 =?𝑎𝑧𝑚𝑣𝑚cos 𝜃𝑚 +𝑣𝑚𝑟cos 𝜃𝑚sin 𝜃𝑚cos 𝜑𝑚tan 𝜃

12、𝑙 ?(cos 𝜃𝑚sin 𝜑𝑚 ?𝑣𝑡𝑣𝑚cos 𝜃𝑡sin 𝜑𝑡) ?𝑣𝑚𝑟 ?(5) (cos 𝜃𝑚sin 𝜑𝑚

13、 ?𝑣𝑡𝑣𝑚cos 𝜃𝑡sin 𝜑𝑡) ?𝑣𝑚𝑟cos 𝜃𝑡sin 𝜃𝑚sin 𝜑𝑚(sin 𝜃𝑚 ?𝑣𝑡

14、;𝑣𝑚sin 𝜃𝑡)𝜃𝑚 =𝑎𝑦𝑚𝑣𝑚 ?𝑣𝑚𝑟 sin 𝜑𝑚tan 𝜃𝑙(cos 𝜃𝑚sin 𝜑

15、19898; ?𝑣𝑡𝑣𝑚cos 𝜃𝑡sin 𝜃𝑡) ?𝑣𝑚𝑟 cos 𝜑𝑚(6) (sin 𝜃𝑚 ?𝑣𝑡𝑣𝑚sin 𝜃

16、𝑡)和 VT 分別是攔截器速度矢量和目標(biāo)速度矢量。Ω1 是 LOS 的視線角速度矢 𝑣𝑚 𝑣𝑡量。AYT 和 AZT 分別是假定上的目標(biāo)機(jī)動(dòng)加速度和偏航機(jī)動(dòng)加速度。AYM 和 AZM分別是俯仰機(jī)動(dòng)加速度和攔截器的偏航機(jī)動(dòng)加速度。 前置追蹤制導(dǎo)律要求攔截器的速度低于目標(biāo)，所以速度比定義為 (7) N =𝑣𝑚𝑣&

17、#119905; < 1為了達(dá)到目標(biāo)，在攔截點(diǎn) R = 0 不僅是必需的，但也需要目標(biāo)在方向上攔截飛行器，因此： , (8) lim 𝑟→0𝜃𝑚 = 0 lim𝑟→0𝜃𝑡 = 0, (9) lim 𝑟→0𝜑𝑚 = 0 lim𝑟→0𝜑𝑡