[发明专利]一种用于多导弹同时攻击机动目标的导弹制导律

说明书

本发明公开了一种用于多导弹同时攻击机动目标的导弹制导律，目的是为多导弹攻击机动目标时向导弹提供一种稳定时间不依赖于系统初始条件的制导律。为了实现系统快速反应和鲁棒性设计了固定时间收敛的非奇异快速终端滑模面，该滑模面具有传统终端滑模快速收敛的特点外还具有非奇异性。依据所设计的滑模面构建了沿着和垂直于弹目视线方向固定时间收敛的制导律，两个制导律设计参数相互独立，可根据系统性能要求各自匹配参数，并且制导律中引入饱和函数避免系统抖震，该制导律结构简单，易于实现。

技术领域

本发明属于自动化协同控制领域，具体涉及种用于多导弹同时攻击机动目标的导弹制导律。

背景技术

随着军事技术的发展，越来越多的重要目标为提升防御能力，装备了诸如近程武器系统等反导防御系统。由于防御系统的存在，对于传统的单一导弹攻击策略，防御系统容易对攻击者导弹进行拦截，这会严重影响对目标攻击的成功率和可靠性。因此，要想突破防御系统，就必须研制具有高静性的导弹，从而提高对目标的攻击成功率。但这类高静性导弹的成本和技术要求很高，在一定程度上阻碍了攻击导弹的发展。

针对这一问题，提出了多枚导弹同时攻击目标的策略，以突破强大的导弹防御系统。与传统的单导弹系统相比，多导弹系统具有攻击效率高、穿透力强、灵活性强等优点。根据现有相关文献表述，通常有两种方法可以完成多导弹对目标的同时攻击：一是独自导引(例如参考文献中：Jeon,I.,J.Lee and M.Tahk,Impact-time-control guidance law foranti-ship missiles.IEEE Transactions on Control Systems Technology,2006.14(2):p260-266)，该方案为每枚导弹在发射前设定一个共同的打击时间。然后让所有导弹独立引导到目标位置。然而，这种方案要求在发射前有一个适当的共同打击时间，否则同时攻击可能会失败，然而弹群中的一些导弹可能由于自身速度和加速度的限制而无法满足所设定的打击时间，因此这种独自导引的方案容易造成同时打击失效；二是协同导引(例如参考文献中：Zhou,J.and J.Yang,Distributed guidance law design for cooperativesimultaneous attacks with multiple missiles.Journal of Guidance,Control,andDynamics,2016.39(10):p.2436-2444.)，该方案在弹群中建立一个通信网络使得每一枚导弹可在该网络中向其相邻导弹传输自己的状态信息，譬如，剩余飞行时间、剩余飞行距离、速度、航向角等。通过传递这些信息，各导弹通过制导律调整自身的运动状态，使各导弹状态达到一致，从而实现同步攻击。

因此结合上述情况，要实现对机动目标的同步打击需采用协同导引的方式，而实现对目标的同时攻击其核心在于通过制导律对各导弹的运动状态进行调整，使得各导弹的运动状态达到一致。因此，利用有限时间控制技术设计协同制导律，保证控制状态在可调的稳定时间内收敛到期望值。然而，对于有限时间控制技术控制系统的稳定时间与系统初始状态明确相关，这限制了该技术在初始状态不可用的情况下的应用。为了避免稳定时间对初始状态的依赖，引入了一种固定时间的制导律设计方法，该方法中稳定时间仅与控制参数、代数连通度和弹群数量相关。通过向制导律中引入固定时间控制技术，在系统初始状态未知的情况下可准确获知系统的稳定时间，这将使得多导弹系统的性能得到进一步提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于多导弹同时攻击机动目标的导弹制导律，以便精确的控制弹群完成对机动目标的同时攻击。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于多导弹同时攻击机动目标的导弹制导律，步骤如下：