本文研究了针对具有复杂机动规律目标的制导方法设计流程。这些方法通过转换信息支持组成要素和利用目标预测空间位置,实现了与拦截器动态特性的适配。文中给出了建模结果。
通过对常规制导方法[1-4]的分析表明,其中最常见的比例导引法和预测命中点导引法,是针对非机动目标独立设计的,未考虑飞行器拦截器的动态特性。在实现针对非机动和弱机动目标的拦截系统时,此种方法对飞行器拦截器的特性(除最大允许过载外)不会造成显著限制。然而,在面对强机动目标时,此方法无法确保所需的拦截性能,需要通过使飞行器拦截器的机动特性适应目标相对及绝对运动坐标变化的复杂性来进行相应改进。
这反过来会导致显著的时间和物质成本,且由于目标可能实施的机动范围广泛,该方法无法成为通用技术。因此,亟需开发考虑拦截器动态特性的优化方法。随着具有复杂机动规律(包括角坐标导数值的绝对值和符号发生变化[4])的高速飞行器类别的扩大,该问题的重要性日益凸显。有鉴于此,有必要开发考虑拦截器动态特性的控制律生成优化方法[5, 6, 8, 9]。
总体而言,拦截器的延迟可通过多种方式考量:
• 根据载体的时间常数及其控制信号的增益对控制误差系数进行加权,这是最优控制统计理论(STOC)中经典优化方法的特征[5, 6];
• 通过在制导律中直接描述目标与拦截器动态特性之间的失配[5, 6];
• 通过形成对控制误差组合具有非线性(三次方)依赖关系的制导律,该组合间接包含了载体的延迟[5, 6];
• 通过转换作用于载体的输入信号,以优化其特定类型并增加修正量;
• 通过基于预测目标在由载体延迟确定的时间间隔内的位置来形成制导律。
需注意,前三种方法在文献[5, 6]中已有详细讨论。本文旨在探讨基于转换输入信号和使用目标预测空间位置的优化方法。