基于冲击时间与视场约束的三维非线性引导

本文针对在预定时间内完成目标拦截且制导仪器具备受限视场能力的问题，提出了相应的引导方法。我们提出了一种利用有效迎角和制动器速度迎角的引导律，以实现对目标的成功拦截。该方案将现有的二维引导策略扩展至三维情境。我们指出，这种扩展可能导致输入需求中的高频切换，从而影响制动器的性能。为克服这一潜在局限，本文提出了一种优雅的解决方案，利用速度迎角和距离误差结合反步控制技术。将速度迎角作为虚拟输入，随后调节有效迎角轮廓，以满足制导仪器的视场限制。与现有方法不同，本文提出的引导策略不依赖于时间剩余估计，这一设计特征具有吸引力，因为时间剩余估计在实际应用中可能难以获得高精度。我们对误差变量进行了理论分析，并推导了可实现冲击时间的界限。随后进行数值仿真，以支持理论发现。比较现有引导策略与本文提出策略的性能，结果表明后者性能更佳。最后，还讨论了不同虚拟输入选择的影响。