适于高超声速飞行器的三维非线性滑模制导律

彭双春，朱建文，汤国建，陈克俊

（国防科学技术大学航天科学与工程学院，湖南长沙410073）

适于高超声速飞行器的三维非线性滑模制导律

彭双春，朱建文，汤国建，陈克俊

（国防科学技术大学航天科学与工程学院，湖南长沙410073）

综合考虑高超声速飞行器末制导过程中的运动耦合和参数扰动问题，设计了一种适于高超声速飞行器的三维非线性伪最优滑模制导律。首先，针对运动耦合问题，定义视线旋量和视线旋量速度，构建了基于视线旋量和视线旋量速度的高超声速飞行器三维非线性制导参考模型；然后，针对参数扰动问题，基于变结构控制理论，推导出一种适于多约束制导要求的三维非线性滑模制导律，并通过理论推导证明了该制导律的稳定性；最后，引入伪控制变量，完成了制导参数的优化，从而完成三维非线性伪最优滑模制导律的设计。该制导律能够从理论上克服运动耦合和参数扰动问题，其制导参数又满足一定物理意义下的最优性。仿真结果验证了制导律的有效性。

高超声速飞行器；伪最优滑模制导律；旋量方法；运动耦合；参数扰动

0 引 言

高超声速飞行器采用倾侧转弯（bank-to-turn，BTT）控制方式在三维空间中高速飞行，倾侧转弯控制方式使得飞行器－目标视线的俯仰、转弯通道存在运动耦合问题。在现有大多数制导律的推导过程中，一般都假设飞行器控制系统是稳定的，即飞行器的姿控系统使得飞行器稳定，视线的俯仰和偏航通道相互解耦，忽略了运动耦合对制导方法研究的影响，这将会造成较大的制导误差［1］。……