外文翻译-基于鲁棒控制方法的三维自适应制导律

英 文 翻 译 系 别 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 基于鲁棒控制方法的三维自适应制导律 杨华东，闫永顿 海军武器装备学院，北京， 10061，中国 要： 为了稳定最后的要求的过载对于高速和超重拦截弹道段目标，两种类型的三维自适应被建议。比例导引算法，本文提出了通过建立三维运动学来描述的运动关系方程导弹与目标的加速度和速度方向这与目标运动涉及被视为量的干扰，这在指导设计来补偿基于李雅普诺夫稳定性理论的应用法则 鲁棒控制方法，三维自适应变结构制导律和比例增大制导律设计。在本文的方法估计目标的加速度和速度方向给出。 仿真结果表明，在过去的弹道段中，自适应变量所需的过载结构制导律和比例增大制导律小于纯比例导引法，三维自适应比例导引指导算法有明显的效果，以稳定 需要过载，视线到目标角速度系统 传统 点方法可以克服。 关键词： 三维指导 ;鲁棒控制，自适应 ; 制导律 一：基本假设 为了简化问题，下面假设通常采用 1,2： 1 目标和导弹都被视为粒子。在这个假设，导弹的动态变化忽略不计，因为该导弹的动力学通常更快比制导回路的动态。 2 导弹和目标的加速度矢量分别垂直于它们的速度矢量，其方法该加速度矢量应用到导弹和目标只改变速度的方向不改变大小。 立体几何问题都显示在图 1 x 1Y 1Z 1Y X Z X tY tZ tV 图 1 三维导弹 - 目标运动图 定义协调其他系统和在本文中使用的符号可查阅参考文献 1。立体视觉导航的方程 坐标系统可以被描述为 如下： . c o s s i n c o s s i nt t m m (1) . c o s s i n c o s s i t m m m (2) . s i n s i ny t m (3) . 1s i n t a n c o s s i n c o s s i n1 c o s s i n s i m m L t t m m t (4) . s i n c o s t a n c o s s i n c o s s i nc o s c o ss i n c o s s i n s i n 1c o s s i n c o s s i nc o sm m m L t t m m mm m m t mm t t m (5) . 11s i n t a n c o s s i n c o s s i n c o ss i n s i nt m t L t t m m m (6) . s i n c o s t a n c o s s i n c o s s i nc o s c o ss i n c o s s i n s i n 1c o s s i n c o s s i nc o sm t t L t t m t tm t t t mm t t m (7) 二：改进的三维比例导引算法： 首先，一种改进的三维比例导航算法 - 自适应变结构制导这里的法律（ 议：方程的衍生物（ 2）和（ 3），并使用等式（ 4） - （ 7），那么我们可以得到： . . . . s i n s i n c o s s i n s i n c o sy x z y y t t t z t t y m m m z m md r r r A A A (8) . . . . . c o s c o sz z y z y t t y m md r r r A (9) 加速度和速度方向信息目标的由方程（ 8）所述和等式（ 9）是定义为 1 s i n s i n c o sy t z tt A 2 c o 假设 一个上限 : i 。 已知上界函数， i=1， 2， 估计为 估计误差被定义为 m i m i m if f f， i = 1, 2 。 选取 22 22. . 12111 1 1 1 , 0 1 , 22 2 2 2y z m m iV t r r f f i (10) V（ t）是正定的李雅普诺夫功能。为了保证 V（ T）是负定的， 导弹加速度命令可以被选为遵循： .1.2 s g nc o s c o zy m (11) . . . . . . 1s i n s i n s g nc o s c o ss i n s i n s g n s i n s i n s g nc o s c o s c o s c o s c o s c o sy yy m c m m y z ym m m m m m m r r A r f f (12) 0t f r d (13) 0t f r d (14) f 是 m 的初始值 F， I=1， 2，其值可以从零判定为目标的绝对值最大加速度。为自适应速率， 1 是很容易证明的自适应变上述结构制导律可以保证 3。 接着，对其他提高三维比例导航算法 - 增广比例导引这里的法律（ 出，不过基于广比例导引法设计。 选择正定 22.t r r (15) 如果目标的加速度和速度方向信息可以在导弹中精确地测量指导过程中，基于 大比例导引法选择如下： .o s c o m (16) . . s i n c o sc o s c o ss i n s i ns i n s i nc o s c o s c o s c o s c o s c o m c m mz m m m m m r A rf f (17) 这是很容易证明的比 例增大上面给出的制导律可以保证李亚普诺夫功能是负定的 4。 如何利用扩大的关键问题本文提出的比例导引法是获取目标的信息，但获得非常精确信息需要依靠大量的信息网络的援助，像往常一样，这是不可能支付的费用为普通战术导弹系统。实际上，实现增广比例导引不需要特别精确的目标信息，目标的加速度和速度方向信息可以是估计由测量设备的信息安装在弹体。使用下面的公式如式（ 18）和（ 19），一个良好估计，可容易获得： 展开，如果偏离，我们可以得到的估计 下： . . . . . . s i n s i n c o sy y x z y m m m z m mf r r r A A (18) . . . . . c o sz z x z y m mf r r r A (19) 在这里，视线角速率 y 可测由导引头，而 x 可以通过下面的计算公式： .a (20) 应当指出的是，当状态的 12m 和 12m 满足时，显示为方程的法律指导（ 11）和（ 12）及（ 16）和（ 17）总是奇异的。那 就是说 ，为了保证制导律是非奇异的，条件 12m 和 12m 必须得到满足。该 这种限制的物理意义是：当导弹 发射，导弹的指向方向纵 轴不能从视线偏差太大， 定点范围必须满足的条件： 12m 和 12m 通常，这种情况永远是真实的，因为导弹发射条件限制，只要求导弹不能。由于导弹纵向速度是难以控制，并且通过导弹携带的功率是通常限制，以及许多其他因素的影响，这是非常困难的攻击在半球的目标。 因此， 这个排放的限制条件不影响比例导引法，以拓宽应用。 三 数学模拟 要检查自适应变结构的性能导引法和增广比例导引法，取决于导弹和目标的动态理想的二阶特性，通过使用相对于运动方程（ 1） - （ 7），所述颗粒的轨迹仿真进行的。为方便比较，在相同的条件，弹道计算为纯比例制导律 4,5也做。模拟结果如图 2所示。 仿真结果表明，导弹和目标遇到三种制导律的时间 - s，3 8 s， 3 4 N s， 所 需要 的距离分别是即： 0 4 m， 0 2t m，1 3 m。 从模拟结果，可以看出，该的 导律和 需的过载制导律显著低于所要求的过载在过去弹道段，这两个 导律有明显的效果，以稳定所需的过载，这是非常重要的，减少脱靶而攻击高速和高流动性的目标。 （一） 间距加速 （二）偏航加速度 图 2 导弹加速度仿真曲线 四结论 在本文中，三维运动学方程它描述了导弹的移动关系，目标是建 立 加速度和速度这与目标运动方向与被视的干扰量，这是在所补偿的基于应用制导律设计 些 措施被证明是非常有效