张田田， 陈志华， 韩 磊， 贾 芳

(1.南京理工大学 瞬态物理国家重点实验室， 南京 210094； 2.中国兵器工业导航与控制技术研究所，北京 100089； 3.中国兵器第三○四厂，山西 长治 046012)

1 引言

导弹的制导控制系统是实现导弹击毁目标的关键[1]。自动驾驶仪是制导控制系统中至关重要环节[2]，确保导弹精确、鲁棒地跟踪制导系统生成的控制指令是它的核心任务[3]。对于新一代近距空空格斗导弹，要求其具有很高的机动性[4-5]，要求在保持稳定性的同时快速响应加速度指令，提供大机动性[6-7]。加速度计与质心距离参量c是设计自动驾驶仪需要考虑的重要因素。现有的研究中，对于参量c的处理主要有3种：一是直接忽略它的影响[8]；二是对其合理利用[9]；三是设计中引用滤波器消除参量c的影响[10]。参量c对于控制输入舵偏、系统响应速度、系统的稳定性都有重要影响，忽略c不仅会导致系统响应慢、稳定裕度低，而且会导致对舵偏需求过高。系统需要的舵偏越大，对舵机的要求就越高，这将在一定程度上影响导弹的控制效果。目前对参量c的研究较少，且未能与粒子群寻优算法设计紧密结合以实现系统整体控制性能最优。

2 基于扩展LQR的自动驾驶仪设计

俯仰自动驾驶仪的设计将被设定为一个LQR最优控制问题，需要对“标准”LQR问题进行扩展，包括目标中的前馈项、输出反馈等。

对于采用轴对称布局的导弹，俯仰和偏航运动方程相似，只有符号正负性不同，所以下面用俯仰通道为例进行研究，其控制方程组可表示为：