带落角约束的滑模变结构制导律研究

张亚松， 任宏光， 吴 震， 吴彤薇

(中国空空导弹研究院，河南洛阳 471009)

0 引言

在现代战争中，制导武器以其良好的作战效果越来越受到政府和军方的欢迎。如何提高武器的制导精度和最大限度地摧毁敌方目标，一直是研究的热点问题。但实际上，我们不仅希望有些武器攻击目标时获得最小脱靶量，还需要命中目标时刻具有一定的命中角度，以使战斗部发挥最大效能，取得最佳杀伤效果。例如希望反坦克导弹能够垂直命中前装甲，或者以较大落角命中薄弱的顶装甲获得最大穿深;希望钻地弹能以近乎90°的角度攻击地面［1］等。

20世纪90年代后，随着非线性控制理论的发展，逆系统控制、微分几何控制等方法为设计制导律提供了新的理论工具，但所设计出来的制导律都存在着形式复杂、需要信息多、鲁棒性差等缺点。针对上述问题，本文在基于变结构理论的基础上，设计了具有强鲁棒性的多约束条件下的滑模变结构制导律。

1 导弹目标相对运动模型

为了更好地说明滑模变结构制导律，需要建立弹目相对运动的二维平面模型。在建模过程中，我们做如下假设:

1)导弹和目标视为质点;

2)导弹和目标的速度大小保持不变，即为常数，并且导弹速度大于目标速度;

3)与整个制导回路的响应时间相比，自动驾驶仪和导引头的动态特性可忽略不计。

基于以上假设，导弹－目标的二维运动模型可以由以下一组方程［2］来描述:式中:R为导弹－目标的相对距离;q为导弹－目标的视线角;dq/dt为视线角速度;VM为导弹速度;VT为目标速度;θM和θT分别为导弹弹道倾角和目标航向角。……