滑模变结构导引律在动能拦截器上的应用研究
闫宝琴,金玉华,李君龙
(中国航天科工集团公司二院二部,北京 100854)
摘 要:由于大气层内动能拦截器控制系统具有非连续性、不确定性,为了提高动能拦截器控制系统的抗干扰性和机动性,设计了一种新的滑模变结构导引律。通过末制导弹道仿真,将其应用于动能拦截器末制导导引拦截三维螺旋机动目标,结果表明,滑模变结构导引律具有响应快速,简单易行,有效对付高机动目标等优点,对于KKV拦截三维螺旋机动目标有很好的鲁棒性。
关键词:滑模变结构导引律;大气层内;末制导;三维螺旋机动目标
中图分类号:TJ765•3 文献标志码:A 文章编号:1009-086X(2008)-01-0059-03
引 言
动能杀伤拦截器是燃气动力控制的典型代表,它是一种轻小型化、自动寻的,利用非爆炸性高速飞行器所具有的巨大动能,通过直接碰撞(或加辅助杀伤装置)方式精确命中来袭目标的武器。动能拦截技术是现代空天防御战争中颇受重视的一种拦截杀伤目标的方式,是在导弹技术的基础上迅速发展起来的一项新技术。
在大气层内动能拦截器制导控制中,由于飞行器所受载荷变化,横向喷流喷管工作的不连续性和目标机动及干扰流场等因素的影响,使动能拦截器系统动态特性呈现高度非线性和不确定性,如何实现对高速高机动飞行器的高精度鲁棒控制取决于控制律设计的优劣,随着数学理论和计算机技术的飞速发展,控制律的研究再度引起人们的广泛关注[1-3]。
20世纪60年代出现了变结构控制方案,突破了固定结构控制的框架,为非线性、不确定系统提供了一种很有前途的控制方法,即变结构控制。具有滑动模态的变结构控制系统对系统的不确定因素有较强的稳定性和抗干扰性,而且可以通过滑动模态的设计获得满意的动态品质[4],它可以用来设计复杂的对象的控制规律。
1 滑模变结构制导律设计
把三维拦截问题解耦为侧向和纵向2个拦截平面,弹目拦截几何示意图如图1所示。
图4中,M=3,样本数据包含了63个直扩码周期,和3个跳频码周期。
图4和图3中信号所含跳频码周期数相同,故相关峰组数量相同,不同点在于,每组中所含相关峰数量增加到5个相关峰,即一个跳周期中包含了3个直扩码周期;另外每组相关峰的宽度也增加了,因为在直扩码码宽不变的情况下,一个跳周期内的直扩码数量增加了。从而DS/FH信号的直扩特性得到了体现。因此通过对互相关其输出峰值进行门限判决就可以检测有无。
由于信号跳频特性的影响,使得相关峰值并不是严格符合相同参数设置的直扩信号自相关函数峰值,但每个跳频码周期内的信号在直扩码周期的每个整数倍处均出现相关峰,因此并不影响信号的检测。
3 结 束 语
本文根据DS/FH信号在不同域上的跳频特性,提出将DS/FH信号的跳频特性与直扩特性分开进行检测。首先采用已成熟的跳频检测技术来完成DS/FH号跳频部分的检测工作,当检测到跳频信号后,再利用修正空间互相关法在时域检测信号的直扩特性,以判断DS/FH信号的存在性,即检测信号为单纯的跳频信号还是DS/FH信号。计算机仿真结果证明了方法的可行性。
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