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飞行器制导与控制第8章 导引律ppt

归档日期:06-05       文本归类:导引飞行器      文章编辑:爱尚语录

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  第8章 导引律 8.1 导引律简介 8.2 古典导引律 8.3 现代导引律 8.4 小结 8.1 导引律-1 导引律与导引头以及自动驾驶仪的关系: 8.1 导引律-2 制导控制系统的最终目标是使导弹与目标相遇,理论上,这个过程中导弹弹道可以有无数条,导引规律的作用就是确定其中的一条。 导引律的设计要求: 1) 制导精度足够高; 2) 理想弹道曲率尽量小; 3) 所需信息量尽量少,易实现。 8.1 导引律-3 自动瞄准弹-目相对运动方程 8.1 导引律-4 遥控制导弹-目相对运动方程 三点法、前置量法; 不做详细介绍。 8.1 导引律-5 寻的制导古典导引律 8.2.1 追踪法-1 导弹速度始终指向目标, 。 设目标匀速直线运动, 导弹匀速运动,以研究 追踪法的一般特性。 8.2.1 追踪法-2 基准线取平行于目标速度方向,则 代入相对运动方程,得 二式相除,得 8.2.1 追踪法-3 定义导弹和目标速度比为p,常值,则: 积分得到导弹的弹道方程: 其中, 。 根据该方程即可画出追踪曲线 追踪法导引弹道(绝对弹道): 8.2.1 追踪法-5 由相对运动方程第二式,有 与 符号总是相反,即导弹总是绕到目标正后方去命中。 追踪法直接命中条件: 显然,必要条件是 。 8.2.1 追踪法-6 追踪法导引时,导弹的法向加速度 8.2.1 追踪法-7 只考虑绝对值,追踪法的法向过载 8.2.1 追踪法-8 追踪法的特点: 1) 实现简单,风标,目标位标器; 2) 总绕到目标后方攻击,命中点附近弹道较弯曲,受极限法向过载限制,不能实现全向攻击; 3) 速度比受到严格限制,1与2之间; 4) 应用较少。 8.2.2 平行接近法-1 或 ,视线角q保持不变。 弹-目相对运动方程 8.2.2 平行接近法-2 上式表明,平行接近法导引时,导弹和目标的速度分别在垂直于目标线上的分量相等,也即导弹的相对速度时刻指向目标。 导弹的速度前置角: 直线弹道条件:在攻击平面内导弹、目标都做直线飞行,速度比保持为常值。 8.2.2 平行接近法-3 导弹的需用法向过载计算: 对 求导得: 由于 有 定义导弹和目标的法向加速度分别为 8.2.2 平行接近法-4 则导弹的需用法向过载: 可见导弹需用法向过载与目标机动性以及导弹、目标的切向加速度都有关系。 命题:若导弹和目标的速度比保持为常值,平行接近法导弹需用法向过载小于目标法向过载。 8.2.2 平行接近法-5 证明:因 ,且 有 对 求导得: 又 有 因此 8.2.2 平行接近法-6 即导弹弹道的 弯曲程度比目 标的要小。 8.2.2 平行接近法-7 平行接近法的特点: 1) 弹道最为平直,需用法向过载小; 2) 可以实现全向攻击; 3) 要求每一时刻精确测量导弹、目标速度以及前置角,并严格保证平行接近运动关系,很难实现。 8.2.3 比例导引法-1 导弹速度矢量的旋转角速度与目标线的旋转角速度成比例, ,K称为比例系数。 将几何关系式 对时间求导,有 利用比例关系式,有 8.2.3 比例导引法-2 显然若 ,则成为常前 置角法,若 ,就成为 追踪法。 若 ,则 ,即 ,视线角不变,又成为平行接近法。 可见,比例导引法是介于二者之间的一种导引方法,比例系数 ,显然比例系数越大,弹道越平直。 8.2.3 比例导引法-3 三种导引方法弹道比较: 8.2.3 比例导引法-4 比例导引法弹-目相对运动方程: 8.2.3 比例导引法-5 直线弹道条件(目标匀速直线运动时): q小扰动时,直线弹道稳定条件: 选取基准线AX与目标速度方向一致,则 ,q=q0=const. 8.2.3 比例导引法-6 8.2.3 比例导引法-7 8.2.3 比例导引法-8 8.2.3 比例导引法-9 8.2.3 比例导引法-10 导弹需用法向过载计算: 对 两侧对时间求导: 由于 整理得 式中 8.2.3 比例导引法-11 以下分两种情况讨论: 1) 目标匀速直线飞行,导弹等速飞行: 则 ,有 ,显然若 ,则 收敛,那么应该满足 2) 目标机动飞行,导弹变速飞行: 若分母不为零,则 有界。 8.2.3 比例导引法-12 由 在命中点处,r=0,要求 命中时,法向过载大小: 8.2.3 比例导引法-13 若前半球攻击, 大,所需过载大; 若后半球攻击, 小,所需过载小。 8.3 现代导引规律-1 a) 最优导引规律: 1) 线性二次型最优制导律; 2) 线性二次型微分对策制导律; 3) 考虑自动驾驶仪惯性的制导律; 4) 增广比例制导律; b) 变结构制导律 1) 自适应变结构制导律; 2) 最优滑模制导律; 8.3 现代导引规律-2 c) L2增益性能指标鲁棒制导律: d) 非线性H_inf制导律 * *

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