飞行器制导与控制第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-6,8.2.3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