针对机动目标的滑模协同末制导律设计

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2026.01.013

摘要/Abstract

摘要：

针对领弹-从弹架构战术导弹攻击机动目标的协同性问题，提出了一种滑模协同末制导律。以领弹和从弹的弹目距离差及其微分为协同状态变量设计滑模面，并引入领弹的剩余飞行时间估计值和从弹的视线角速率，避免了奇异性问题；将目标机动加速度视为干扰量，利用其有界性设计切换控制项，保证了系统的稳定性，增强了制导律的鲁棒性；在3种工况下进行了数学仿真，仿真结果表明提出的制导律满足协同制导要求。

关键词: 协同制导, 滑模制导律, 领弹-从弹架构, 机动目标, 战术导弹

Abstract:

This paper proposed a sliding mode cooperative terminal guidance law to solve the problem of cooperative attack of the leader-follower missiles against a maneuvering target. The sliding mode surface was designed by taking the difference of the distance between the leader and the follower and its differentiation as the cooperative state variables， and the estimated time-to-go of the leader and the line of sight rate of the follower were introduced， so as to avoid the singularity problem. The target’s maneuvering acceleration was treated as a disturbance variable， and a switching control term utilizing its bounded nature was designed， ensuring the stability of the system and enhancing the robustness of the guidance law. Finally， digital simulations were conducted with three conditions. The results show that the guidance law proposed in this paper can achieve cooperative guidance.

Key words: cooperative guidance, sliding mode guidance law, leader-follower structure, maneuvering target, tacical missiles

中图分类号:

TJ765.3

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图/表 22

图1 弹目运动学关系

Fig. 1 Kinematics relationship between missiles and the target

表1 工况1弹目初始条件

Table 1 Initial conditions of the missiles and the target under conditionl

弹目	初始位置/m	速度/ （m·s^-1）	初始弹道倾角/rad	目标机动形式
目标	（20 000，2 000）	200	0	a_t=3gcos（πt/2）
领弹	（-500，0）	700	0.1
从弹1	（-500，2 000）	700	0
从弹2	（-500，4 000）	700	-0.1

图2 弹目运动轨迹

Fig. 2 Motion trajectories of the missiles and the target

图3 导弹过载

Fig. 3 Overload of the missiles

图4 从弹滑模变化曲线

Fig. 4 Sliding mode variation curves of followers

图5 前置角变化曲线

Fig. 5 Variation curves of lead angle

图6 弹目距离变化曲线

Fig. 6 Variation curves of distance between missiles and target

表2 工况1仿真结果

Table 2 Simulation results under condition 1

弹目

脱靶量/

制导时间/

协同时间

误差/ms

表3 工况2弹目初始条件

Table 3 Initial conditions of missiles and target under condition 2

弹目	初始位置/m	速度/ （m/s^-1）	初始弹道倾角/rad	目标机动形式
目标	（20 000，2 000）	200	π/2	a_t=3gcos（πt/2）
领弹	（-500，0）	700	0.1
从弹1	（-500，2 000）	700	0
从弹2	（-500，4 000）	700	-0.1

图7 弹目运动轨迹

Fig. 7 Motion trajectories of missiles and target

图8 导弹过载

Fig. 8 Overload of the missiles

图9 从弹滑模变化曲线

Fig. 9 Sliding mode variation curves of followers

图10 前置角变化曲线

Fig. 10 Variation curves of lead angle

图11 弹目距离变化曲线

Fig. 11 Variation curves of distance between missiles and target

表4 工况2仿真结果

Table 4 Simulation results under condition 2

弹目

脱靶量/

制导时间/

协同时间

误差/ms

表5 工况3弹目初始条件

Table 5 Initial conditions of missiles and target under condition 3

弹目	初始位置/m	速度/ （m·s^-1）	初始弹道倾角/rad	目标机动形式
目标	（20 000，2 000）	200	0	a_t =0.5g
领弹	（-500，0）	700	0.1
从弹1	（-500，2 000）	700	0
从弹2	（-500，4 000）	700	-0.1

图12 弹目运动轨迹

Fig. 12 Motion trajectories of missiles and target

图13 导弹过载

Fig. 13 Overload of the missiles

图14 从弹滑模变化曲线

Fig. 14 Sliding mode variation curves of followers

图15 前置角变化曲线

Fig. 15 Variation curves of lead angle

图16 弹目距离变化曲线

Fig. 16 Variation curves of distance between missiles and target

表6 工况3仿真结果

Table 6 Simulation results under condition 3

弹目

脱靶量/

制导时间/

协同时间

误差/ms

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