李帅, 李新国

(1.西北工业大学 航天学院, 陕西 西安 710072;2.西北工业大学 航天飞行动力学技术国家重点实验室, 陕西 西安710072)



基于MPSP的次优滑模制导律

李帅1,2, 李新国1,2

(1.西北工业大学 航天学院, 陕西 西安 710072;2.西北工业大学 航天飞行动力学技术国家重点实验室, 陕西 西安710072)

针对导弹拦截机动目标的问题,提出了一种能满足多终端约束的次优滑模制导律(Sub-OSMG)。该算法将模型预测静态规划(MPSP)与滑模控制(SMC)相结合,解决了MPSP在系统模型不精确时由于依赖模型预测而导致的控制量发散问题;基于三自由度相对运动方程建立所提出的制导律,其鲁棒性通过Lyapunov稳定性理论进行了证明;在滑模控制的设计中引入一种较为新颖的滑模面,巧妙地继承了两种方法的优点,其区别于传统扩展比例导引(APN),在仅知机动幅值的情况下,能精确地击中目标。仿真结果表明,所提出的Sub-OSMG能够有效地抵消外部扰动,具有更高的精度、更好的鲁棒性、更小的控制代价。

制导; 最优控制; 多终端约束; 滑模控制; 模型预测静态规划; 鲁棒性

0　引言

到目前为止,由于在求解两点边值问题和高维系统上依赖梯度法或打靶法等,最优控制理论在制导方面的应用中需要大量的计算,一般仅应用于离线计算,作为指令存储在计算机中。而能够在线应用的最优制导律大部分都基于线性二次最优控制理论,获得反馈形式的控制量修正。然而,该方法一般需要参考轨迹,这在有些情况下并不可取。文献[1]提出了针对时变速度的一种闭环最优制导律,文献[2]将加速度指令与时间不确定项联系起来设计了最优制导律。……