[發明專利]一種帶碰撞角約束的固定時間滑模制導律設計方法在審
| 申請號： | 202011272814.2 | 申請日： | 2020-11-13 |
| 公開（公告）號： | CN112305919A | 公開（公告）日： | 2021-02-02 |
| 發明（設計）人： | 蔡遠利;田野 | 申請（專利權）人： | 西安交通大學 |
| 主分類號： | G05B13/04 | 分類號： | G05B13/04;F42B15/01 |
| 代理公司： | 西安通大專利代理有限責任公司 61200 | 代理人： | 安彥彥 |
| 地址： | 710049 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 碰撞 約束 固定 時間 制導 設計 方法 | ||
1.一種帶碰撞角約束的固定時間滑模制導律設計方法，其特征在于，包括如下過程：
基于地面發射坐標系建立針對機動目標的三維彈目數學模型；
根據所述三維彈目數學模型，得到彈目視線角的二階動態方程；
設計固定時間非奇異終端滑模；
基于所述彈目視線角的二階動態方程，采用終端滑模控制方法，將視線角被控狀態量，根據固定時間非奇異終端滑模構建固定時間滑模面，設計得到帶碰撞角約束的固定時間滑模制導律。
2.根據權利要求1所述的一種帶碰撞角約束的固定時間滑模制導律設計方法，其特征在于，所述三維彈目數學模型如下：
式中，表示目標-導彈相對接近速度，vm表示攔截彈的速度，vt表示目標的速度，r表示彈目相對距離，θm為攔截彈的速度矢量關于視線坐標系的俯仰角，是攔截彈俯仰角速度，φm為攔截彈的速度矢量關于視線坐標系的偏航角，是攔截彈偏航角速度，θt為目標的速度矢量關于視線坐標系的俯仰角，是目標彈俯仰角速度，φt分別為目標的速度矢量關于視線坐標系的偏航角，是目標彈偏航角速度，θL是視線關于參考坐標系的俯仰角，是視線俯仰角速度，φL分別是視線關于參考坐標系的偏航角，是視線偏航角速度，aym為攔截彈的y向加速度，azm為攔截彈的z向加速度，ayt為目標彈的y向加速度，azt為目標彈的z向加速度。
3.根據權利要求2所述的一種帶碰撞角約束的固定時間滑模制導律設計方法，其特征在于，所述彈目視線角的二階動態方程如下：
式中，是視線俯仰角加速度，是視線偏航角加速度。
4.根據權利要求3所述的一種帶碰撞角約束的固定時間滑模制導律設計方法，其特征在于，選擇θL和φL為系統狀態，所述彈目視線角的二階動態方程表示為：
式中，
其中，D是外部擾動，u是控制加速度。
5.根據權利要求4所述的一種帶碰撞角約束的固定時間滑模制導律設計方法，其特征在于，外部擾動D有界，||D||≤Δ，Δ為一個未知正數。
6.根據權利要求4所述的一種帶碰撞角約束的固定時間滑模制導律設計方法，其特征在于，所述固定時間非奇異終端滑模的設計過程如下：
根據要求的碰撞角，計算出當前俯仰視線角、偏航視線角與期望視線角的偏差量，并將偏差量作為被控量設計滑模面，根據被控量設計滑模面設計固定時間非奇異終端滑模。
7.根據權利要求6所述的一種帶碰撞角約束的固定時間滑模制導律設計方法，其特征在于，被控量設計滑模面x計算公式如下：
其中，x1表示俯仰視線角偏差量，x2表示偏航視線角偏差量，θLf表示期望俯仰視線角，φLf表示期望偏航視線角；
所述固定時間非奇異終端滑模s如下式：
其中，α1、β1、m1、m2為滑模面參數，α1＞0，β1＞0，
8.根據權利要求7所述的一種帶碰撞角約束的固定時間滑模制導律設計方法，其特征在于，所述固定時間滑模面s為：
其中，是x求導所得，
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