第４０卷第４期２０１８年８月
指挥控制与仿真
ＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ＆Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
Ｖｏｌ ４０一Ｎｏ ４Ａｕｇ ２０１８
文章编号：１６７３?３８１９（２０１８）０４?０１０１?０３
滑模变结构导引律在防空反导技术中的应用
杨云刚１，刘钧圣１，杨一敏２，段辰璐１，胡国怀１
（１ 西安现代控制技术研究所，陕西西安一７１００６５；２ 西安北方光电科技防务有限公司，陕西西安一７１００４３）
摘一要：针对防空反导末制导段攻击机动目标的问题，以零化弹目视线角速率为依据，设计了一种性能较好的滑模变结构导引律三该导引律在攻击机动目标时具有较高的制导精度，整个攻击过程的弹目视线角速率变化较小，有效解决了抖振问题，同时实现了导弹法向过载的合理分配三仿真结果验证了该导引律的有效性三关键词：防空反导；末制导；机动目标；滑模变结构导引律
中图分类号：Ｅ９２６ ４一一一一文献标志码：Ａ一一一一ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３?３８１９．２０１８．０４．０２２
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｌｉｄｉｎｇＭｏｄｅＶａｒｉａｂｌｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅＧｕｉｄａｎｃｅＬａｗ
ｉｎＡｉｒＤｅｆｅｎｓｅａｎｄＡｎｔｉ?ｍｉｓｓｉｌｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＹＡＮＧＹｕｎ?ｇａｎｇ１，ＬＩＵＪｕｎ?ｓｈｅｎｇ１，ＹＡＮＧＭｉｎ２，ＤＵＡＮＣｈｅｎ?ｌｕ１，ＨＵＧｕｏ?ｈｕａｉ１
（１ Ｘｉ ａｎＭｏｄｅｒｎＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ ａｎ７１００６５；
２ Ｘｉ ａｎＮｏｒｔｈＥｌｅｃｔｒｏ?ｏｐｔｉｃＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，ＬＴＤ，Ｘｉ ａｎ７１００４３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｍａｎｅｕｖｅｒｉｎｇｔａｒｇｅｔｓｉｎｔｈｅｔｅｒｍｉｎａｌｇｕｉｄａｎｃｅｓｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｉｒｄｅｆｅｎｓｅｍｉｓｓｉｌｅ，ａｓｌｉｄｉｎｇｍｏｄｅｖａｒｉａｂｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｇｕｉｄａｎｃｅｌａｗｗｉｔｈｇｏｏｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｚｅｒｏｉｎｇｔｈｅｌｉｎｅｏｆｓｉｇｈｔｒａｔｅ．Ｔｈｉｓｇｕｉｄａｎｃｅｌａｗｈａｓｈｉｇｈｅｒｇｕｉｄａｎｃｅａｃｃｕｒａｃｙｆｏｒａｔｔａｃｋｉｎｇｍａｎｅｕｖｅｒｉｎｇｔａｒｇｅｔ，ａｎｄｔｈｅｌｉｎｅｏｆｓｉｇｈｔａｎｇｌｅｒａｔｅｉｓｓｍａｌｌｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅａｔｔａｃｋｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｂｕｆｆｅｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｉｓｓｏｌｖｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｍｉｓｓｉｌｅｎｏｒｍａｌｏｖｅｒｌｏａｄｉｓｒｅａｓｏｎａｂｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｓｗｅｌｌ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｖｅｒｉｆｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｉｓｇｕｉｄａｎｃｅｌａｗ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｉｒｄｅｆｅｎｓｅａｎｄａｎｔｉ?ｍｉｓｓｉｌｅ；ｔｅｒｍｉｎａｌｇｕｉｄａｎｃｅ；ｍａｎｅｕｖｅｒｉｎｇｔａｒｇｅｔ；ｓｌｉｄｉｎｇｍｏｄｅｖａｒｉａｂｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｇｕｉｄａｎｃｅｌａｗ
收稿日期：２０１７?１２?１０
修回日期：２０１８?０２?０１
作者简介：杨云刚（１９８７?），男，陕西宝鸡人，工程师，研究方
向为导弹总体设计三
刘钧圣（１９７９?），男，研究员级高级工程师三
一一随着科学技术和军事装备水平的发展，现代防空导弹武器系统所面临的目标威胁也日益复杂化，如何有效防御敌方航空器二来袭导弹已成为战场防御二保护己方军事设施的关键问题三经过几十年的发展，美国分批次建立了不同拦截高度的导弹防御系统［１］， 爱国者 （ＰＡＣ?３）和 标准?３ （ＳＭ?３）等已经形成完整火力拦截体系［２］三俄罗斯二日本二以色列等国家也都在积极发展各自的防空反导技术三
制导精度的提高可大幅度提高防空导弹战斗部毁伤效果，导弹导引律的研究，特别是导弹末制导段导引律及其控制的研究已经成为防空反导技术的关键三从工作原理和处理方法上可将导引律分为古典导引律（如三点法二比例导引法二前置量法等）和现代导引律（最优导引律二微分对策导引律二自适应导引律等）三前者需要的信息量少，结构简单，容易实现；而后者利用现代控制理论的方法进行设计，能对机动目标等实现较高的制导精度三
经典比例导引律是攻击非机动目标的最优导引律，可以实现非机动目标视线角速度的零化，但在攻击机动目标时其性能会急剧下降［３］，其改进型在攻击具有强对抗性二大机动的目标时，也可能产生很大的脱靶量［４］三滑模变结构控制对外界干扰和自身摄动均具有
某种程度上的自适应性［５］，而且滑动模态对摄动的不变性十分有益于控制系统的设计，滑模变结构导引律在拦截高机动目标时具有优良的性能［６］三
本文针对空中机动目标，以零化弹目实现角速率
为依据，采用滑模变结构控制理论，设计了一种应用于防空导弹末制导段的滑模变结构导引律，并对抖振现象采取了有效的解决措施，提升了防空导弹末制导段的整体性能三
１一弹目相对运动关系
考虑纵向攻击平面内的导弹和目标运动关系，如图１所示三其中，ｒ为弹目相对距离，ｖＭ为导弹速度，θＭ为导弹弹道倾角，ｑ为弹目视线角，ｖＴ为目标速度，θＴ
为目标航迹角三
由图１可得弹目相对运动关系方程组如下：一
?ｒ＝ｖＴｃｏｓ（ｑ－θＴ）－ｖＭｃｏｓ（ｑ－θＭ）
ｒ?ｑ＝ｖＭｓｉｎ（ｑ－θＭ）－ｖＴｓｉｎ（ｑ－θＴ）
{
（１）
江苏省地质测绘院印刷厂一＼ＤＺ０６ａ＼ｆ＼指挥控制与仿真＼１８指挥控制与仿真４期一４校样一排版：张一芸一时间一２０１８／０７／３０