反舰导弹同时到达导引律

Simultaneous arrival for anti-ship missiles plays a key role in breaking through close-in weapon system on warship, and impact-angle control can improve the destroying effect. But some drawback exists in the presented approaches. The project includes research on impact-time control guidance law and time-cooperative guidance law for anti-ship missiles in the case of large heading error, considering the following two cases, the case without impact-angle control, and the case with impact-angle control. Aiming at the larger error problem of estimating the time-to-go in the case of large heading error: present an approach of estimating the time-to-go based on propotional navigation guidance law in the case of large heading error; By constructing a new type of propotional navigation guidance law with impact-angle constraint, present an approach of estimating the time-to-go based on the proposed guidance law in the case of large heading error. Present an intelligent predictive control scheme that considers the dynamics of missile and its uncertainties, to keep the target within the Seeker's Field-Of-View, no linearization is required on the relative kinematics between the missile and target, which is propitious to improving the guidance performance. Present an approach to obtain formula for predicting the future velocity history of a real world missile, and update the formula online using the current measurement of velocity and acceleration of the missile, thus, solve the difficult problem of predicting the time-to-go caused by the future time varying and uncertain velicity history of the real world missile. Finally, all the above approaches will be validated by simulation and experimentation. The achievements can provide our country theory and technology to research and develop advanced missile guidance systems with simultaneous attack ability.

反舰导弹同时到达对于突破舰载近程防御武器系统具有关键作用，而撞击角度控制可提高杀伤效果。但现有方法存在一些不足。本项目研究大前置角情况下反舰导弹的撞击时间控制导引律和时间协同导引律，分别考虑无角度控制和带角度控制两种情况。针对大前置角情况下剩余时间估计误差较大的问题：提出一种大前置角情况下基于比例导引的剩余时间估计方法；通过构造一种新型带角度控制的比例导引律，提出一种大前置角情况下基于该导引律的剩余时间估计方法。为克服弹体动态特性及其不确定性的影响，保证目标不超出导引头视场，提出一种智能预测控制方法，无需线性化弹目相对运动方程，有利于提高导引性能。给出导弹未来时刻时变速度的预测公式，根据当前时刻导弹速度和加速度的实际测量值进行在线更新，解决实际导弹速度时变且具有一定不确定性情况下剩余时间的估算难题。通过仿真与实验进行验证。其成果可为我国研发具有同时攻击能力的先进导引系统提供理论与技术支撑。

以反舰导弹饱和攻击舰艇为研究背景，本项目对同时到达导引律进行了研究。. 采用分段求解的方法，推导了一种大前置角情况下比例导引律的剩余时间估计算法；构造了一类带攻击角度约束的、便于求解剩余时间估计的偏置比例导引律；构造了一种带大攻击角度约束的偏置比例导引律，给出了分段迭代剩余时间估计算法；基此，推导了剩余时间的误差动态方程，设计了附加项使剩余时间误差在有限时间内收敛到零。. 考虑目标的机动，基于滑模控制设计了考虑导引头视场约束的攻击角度控制导引律；设计了带视场角约束的攻击时间控制导引，严格证明了制导系统的稳定性；设计了一种考虑飞控系统不确定动态特性且具有视场约束的攻击时间控制导引律，这是一种新颖的两步设计方法；设计了导弹速度时变的攻击时间与攻击角度控制导引律。. 在考虑无攻击角度约束/带攻击角度约束情况下，针对速度时变的反舰导弹提出了一种基于速度预测的速度时变导弹分段迭代剩余时间估计方法。.分别研究了控制系统为一阶惯性环节和无惯性环节情况下带落角约束的任意加权最优制导律，得到了制导律的一般表达式。对于某些特定的加权函数，所得制导律推广了现有文献的结论；提出了一种针对运动目标采用偏置比例导引的间接撞击角度控制方法；为求解多约束条件下的最优末制导律，证明了Radau伪谱法求解非线性最优控制问题的收敛性。. 提出了一种时间协同分布式导引律设计方法，该方法对于无角度约束和有角度约束的情况均适用；设计了一种新的具有偏置比例导引形式的分布式攻击时间协同导引律, 可以考虑导引头视场约束，可以考虑固定的和变化的通信拓扑,放宽了对通信拓扑的要求；进一步，设计了带攻击角度约束的分布式攻击时间协同导引律；提出了一种考虑通讯网络不可靠（随机连通）和加性噪声环境下的多导弹时间协同方法。. 提出了多种利用导引头视线信息估计惯性导航系统(INS)误差的方法，进行了精度分析。. 其成果可为我国研发具有同时攻击能力的先进导引系统提供理论与技术支撑。