第8章导引律

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。8.2.1追踪法-4•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小扰动qqq0，0，比例导引有qK)1(，则qK)1(。那么)sin()sin()(00qqVVdtqqdrT0000cossincossincossincossincossincossinqqVqVVVqqqqVVdtqdrTTT导弹直线飞行，有0sinsinsinqVVVTTT8.2.3比例导引法-7则qqVVKqqVVdtqdrTT00coscos)1(coscos直线弹道稳定，需要0qdtqd，而0r，因此只要0coscos)1(0qVVKT整理有coscos10VqVKT由于0sinsinqVVT，则pq0sinsin，20sin1cospq8.2.3比例导引法-8则)sin)(sin(cos1sin1cos1000200qpqpqpqVqVKT当200q，后半球攻击，p，只要1K，直线弹道稳定；当02q，前半球攻击，p，只要2K，直线弹道稳定；8.2.3比例导引法-9因此，只要2K，就能保证导弹直线飞行稳定，但初始要保证0r，才有可能命中目标。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