固定时间收敛的引信滚转角控制方法

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2026.01.010

现代防御技术 ›› 2026, Vol. 54 ›› Issue (1): 104-110.DOI: 10.3969/j.issn.1009-086x.2026.01.010

• 论文 • 上一篇

固定时间收敛的引信滚转角控制方法

王勇杰, 周祖国, 姜海旭, 符超群

西安机电信息技术研究所，陕西西安 710065

收稿日期:2025-12-27 修回日期:2025-06-04 出版日期:2026-01-28 发布日期:2026-02-11
作者简介:王勇杰（1998-），男，河南南阳人。助工，硕士，研究方向为弹道修正引信控制技术。

A Control Method of Fuze Roll Angle with Fixed-Time Convergence

<a href="https://www.xdfyjs.cn/EN/article/advancedSearchResult.do?searchSQL=(((Yongjie ZHOU Zuguo WANG[Author]) AND 1[Journal]) AND year[Order])" target="_blank">Yongjie ZHOU Zuguo WANG</a>, <a href="https://www.xdfyjs.cn/EN/article/advancedSearchResult.do?searchSQL=(((Haixu JIANG[Author]) AND 1[Journal]) AND year[Order])" target="_blank">Haixu JIANG</a>, <a href="https://www.xdfyjs.cn/EN/article/advancedSearchResult.do?searchSQL=(((Chaoqun FU[Author]) AND 1[Journal]) AND year[Order])" target="_blank">Chaoqun FU</a>

Xi’an Institute of Electromechanical Information Technology，Xi′an 710065，China

Received:2025-12-27 Revised:2025-06-04 Online:2026-01-28 Published:2026-02-11

摘要/Abstract

摘要：

考虑在弹丸飞行过程中，二维弹道修正引信会受到轴向摩擦力矩和外界气动干扰力矩的影响导致系统抗干扰性弱和控制精度差的问题，提出了一种基于固定时间滑模控制的滚转角控制方法。该方法可以实现系统在固定时间内收敛，且不依赖于系统初始状态。利用固定时间收敛的相关理论分析了设计的控制系统的稳定性。另外，与现有的算法通过数值仿真的方式进行对比分析。仿真结果表明，提出的固定时间控制方法可以同时实现引信的滚转角与角速度控制系统在固定时间内快速精确响应，且系统的控制精度、快速性和鲁棒性均有所提高。

关键词: 二维弹道修正引信, 固定时间滑模控制, 滚转角控制, 固定时间收敛, 数值仿真

Abstract:

To address the issue of weak disturbance rejection and poor control accuracy in two-dimensional trajectory correction fuze-caused by the axial friction torque and the external aerodynamic disturbances during projectile flight-this study proposed a roll angle control method based on a fixed-time sliding mode control. This method ensured that the system converged within a fixed time， independent of its initial state. The stability of the designed control system was analyzed by using some relevant theories of the fixed-time convergence. Comparative numerical simulations with existing algorithms demonstrate that the proposed fixed-time control method enables both the roll angle and the angular velocity of the fuze to respond rapidly and accurately within a prescribed time. It also improves the system's control precision， response speed， and robustness.

Key words: two-dimensional trajectory correction fuze, fixed-time sliding mode control, roll angle control, fixed-time convergence, numerical simulation

中图分类号:

TJ439

王勇杰, 周祖国, 姜海旭, 符超群. 固定时间收敛的引信滚转角控制方法[J]. 现代防御技术, 2026, 54(1): 104-110.

Yongjie ZHOU Zuguo WANG, Haixu JIANG, Chaoqun FU. A Control Method of Fuze Roll Angle with Fixed-Time Convergence[J]. Modern Defense Technology, 2026, 54(1): 104-110.

图/表 5

图1 k1的选择导致引信滚转控制效果

Fig. 1 Selection of k1 results in the control effect of the fuze roll angle

图2 不同滑模面的引信滚转控制效果

Fig. 2 Control effect of the fuze roll angle under different sliding modes

图3 不同控制算法的引信滚转角控制效果

Fig. 3 Control effect of the fuze roll angle based on different control algorithms

图4 滚转角速度控制效果

Fig. 4 Rolling angle velocity control effect

图5 控制律

Fig.5 Control law

参考文献 16

[1]	张瑜，丁俊杰，高杨，等. 可动舵二维弹道修正引信电动比例舵机控制方法研究［C］∥第三届中国空天安全会议论文集. 北京：中国指挥与控制学会， 2021： 159-166.
	ZHANG Yu， DING Junjie， GAO Yang， et al. Research on Control Method of Electric Proportional Actuator for Two Dimensional Trajectory Correction Fuze with Movable Rudder［C］∥Proceedings of the Third China Space Security. Beijing： Chinese Institute of Command and Control， 2021： 159-166.
[2]	刘宗源，高敏，宋卫东，等. 鸭舵式二维弹道修正引信发展综述［J］. 现代防御技术， 2019， 47（1）： 20-25.
	LIU Zongyuan， GAO Min， SONG Weidong， et al. Review of the Development of Canard-Type Two-Dimensional Trajectory Correction Fuze［J］. Modern Defence Technology， 2019， 47（1）： 20-25.
[3]	高铭泽，施坤林，霍鹏飞，等. 引信滚转角双闭环控制算法［J］. 探测与控制学报， 2013， 35（3）： 17-20.
	GAO Mingze， SHI Kunlin， HUO Pengfei， et al. Double Closed Loop Control Algorithm of Fuze Roll Angle［J］. Journal of Detection & Control， 2013， 35（3）： 17-20.
[4]	黄伟，高敏，宋卫东，等. 固定鸭舵双环PID制动控制算法［J］. 探测与控制学报， 2017， 39（2）： 54-58.
	HUANG Wei， GAO Min， SONG Weidong， et al. Double-Loop PID Algorithm for Fixed Canard Braking Control［J］. Journal of Detection & Control， 2017， 39（2）： 54-58.
[5]	刘宗源，高敏，王毅，等. 二维弹道修正引信滚转角专家系统PID控制算法［J］. 现代防御技术， 2019， 47（2）： 24-29.
	LIU Zongyuan， GAO Min， WANG Yi， et al. Expert System PID Algorithm for Roll Angle of Two-Dimensional Trajectory Correction Fuze［J］. Modern Defence Technology， 2019， 47（2）： 24-29.
[6]	雷泷杰，霍鹏飞，陈超，等. 基于自抗扰控制的引信滚转角控制方法［J］. 探测与控制学报， 2023， 45（3）： 12-16.
	LEI Longjie， HUO Pengfei， CHEN Chao， et al. A Fuze Roll Angle Control Method Based on Active Disturbance Rejection Control［J］. Journal of Detection & Control， 2023， 45（3）： 12-16.
[7]	沈权，宁波，霍鹏飞，等. 基于PID与扩张状态观测器的弹道修正引信滚转角控制［J］. 探测与控制学报， 2023， 45（5）： 49-55.
	SHEN Quan， NING Bo， HUO Pengfei， et al. Trajectory Correction Fuze Roll Angle Control Base on PID and Extended Attitude Observer［J］. Journal of Detection & Control， 2023， 45（5）： 49-55.
[8]	雷泷杰，陈瑞华，施坤林. 基于变结构控制的引信滚转角控制方法［J］. 探测与控制学报， 2018， 40（5）： 4-8.
	LEI Longjie， CHEN Ruihua， SHI Kunlin. Roll Angle Control Method Based on Variable Structure Control［J］. Journal of Detection & Control， 2018， 40（5）： 4-8.
[9]	张雨薇，李冰，祁克玉. 有限时间收敛的引信滚转角控制方法［J］. 探测与控制学报， 2023， 45（1）： 56-60.
	ZHANG Yuwei， LI Bing， QI Keyu. A Finite-Time Convergent Sliding-Mode Method of Roll Angle Control［J］. Journal of Detection & Control， 2023， 45（1）： 56-60.
[10]	柯知非，高敏，王毅，等. 二维弹道修正弹控制特性分析与仿真［J］. 现代防御技术， 2019， 47（3）： 169-174.
	KE Zhifei， GAO Min， WANG Yi， et al. Analysis and Simulation of Control Characteristics of Two-Dimensional Trajectory Correction Projectile［J］. Modern Defence Technology， 2019， 47（3）： 169-174.
[11]	吴正平，邓聪. 基于模型补偿自抗扰的弹体滚转角控制策略［J］. 探测与控制学报， 2021， 43（1）： 36-40.
	WU Zhengping， DENG Cong. Roll Angle Control Strategy Based on Model Compensation ADRC［J］. Journal of Detection & Control， 2021， 43（1）： 36-40.
[12]	BHAT S P， BERNSTEIN D S. Finite-Time Stability of Continuous Autonomous Systems［J］. SIAM Journal on Control and Optimization， 2000， 38（3）： 751-766.
[13]	ALI N， TAWIAH I， ZHANG Weidong. Finite-Time Extended State Observer Based Nonsingular Fast Terminal Sliding Mode Control of Autonomous Underwater Vehicles［J］. Ocean Engineering， 2020， 218： 108179.
[14]	POLYAKOV A. Nonlinear Feedback Design for Fixed-Time Stabilization of Linear Control Systems［J］. IEEE Transactions on Automatic Control， 2012， 57（8）： 2106-2110.
[15]	POLYAKOV A， EFIMOV D， PERRUQUETTI W. Robust Stabilization of MIMO Systems in Finite/Fixed Time［J］. International Journal of Robust and Nonlinear Control， 2016， 26（1）： 69-90.
[16]	ZOU Quan， CHANG Shuaichuan. A New Fixed-Time Terminal Sliding Mode Control for Second-Order Nonlinear System［J］. Journal of the Franklin Institute， 2024， 361（3）： 1255-1267.

固定时间收敛的引信滚转角控制方法

A Control Method of Fuze Roll Angle with Fixed-Time Convergence

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 5

参考文献 16

相关文章 2

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	杜喜昭, 钱小川, 陈泽平, 杜凯育, 施瑶, 祁晓斌. 一筒多航行体水下连续发射数值仿真研究[J]. 现代防御技术, 2024, 52(6): 129-138.
[2]	王宏涛, 石德平. 冲压动力远程导弹燃料及起飞质量快速估算[J]. 现代防御技术, 2018, 46(1): 47-55.