高超声速机动目标拦截多约束解析捕获区

作     者：谭一廷 荆武兴 高长生 安若铭 TAN Yiting;JING Wuxing;GAO Changsheng;AN Ruoming

作者机构：哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2023年第44卷第22期

页      面：196-212页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金(12072090) 

主　　题：导弹制导 多约束捕获区 视场约束 饱和过载 任意有界机动目标 

摘      要：为快速评估远程拦截末段有效作战态势,在拦截器视场和饱和加速度约束下,构建了机动形式方向任意且有界的高超声速目标拦截解析捕获区。为适配该类目标拦截场景,首先引入了渐近收敛的抗干扰末制导律以进行捕获区分析。其次通过构建复合李雅普诺夫函数,并将非线性规划技术用于不等式分析,最终推导了由修正的初始接近速度、初始视线法向相对速度和拦截器初始速度前置角三者的解析捕获条件构成的多约束捕获区以及制导增益允许取值范围。理论证明了在增益设置满足所给范围情况下,拦截器从该捕获区内任意初始状态点出发,均能有效拦截任意有界机动目标且保证制导加速度不超过允许上限以及视场约束全程满足,并满足终端脱靶量小于允许阈值且接近速度小于容许碰撞速度。对比仿真验证了所得结论的正确性,并分析了捕获区影响因素和变化规律,可为增大初始阵位可控裕度提供参考。