信息一致性保证了按一定网络拓扑交换信息的多导弹在那些对完成协同任务起关键作用的“信息”方面达成一致意见。为了达到信息一致，必须存在一个各导弹共同关心的变量，这称为信息状态。此外，还需要设计用于各导弹之间相互协商以使其信息状态达成一致的适当算法，这称为一致性算法。因此，可将一致性理论应用于多导弹编队，基于一致性算法来设计导弹的编队控制算法。......
2023-08-02
多飞行器协同制导与控制：附加制导指令确定
【摘要】：本节阐述如何确定满足攻击时间要求的附加指令uF。联立式、式，可以得到加速度指令，也就是基于线性模型得出的ITCG导引律，为由式可知，当导弹接近目标时，xgo趋于0，此时上述制导指令会趋于无穷大。表8-14枚导弹的初始参数图8-3给出了4枚导弹采用PNG和ITCG时的弹道对比。在采用PNG时，导弹1、导弹2、导弹3和导弹4的攻击时间分别为35.67 s、30.83 s、27.40 s和31.89 s，4枚导弹采用PNG时的攻击时间差较大，最大攻击时间差为8.27 s。
本节阐述如何确定满足攻击时间要求的附加指令uF。导弹的剩余射程等于其恒定的速度与剩余飞行时间（理想攻击时间与当前时间之差）的乘积。攻击时间约束只需在终端满足，而不一定在飞行过程中满足。文献[50]的方法将攻击时间约束看作在飞行过程中也必须满足的约束，它的优点为从初始阶段便开始调整攻击时间。
由式（8-5）和式（8-13）可知，航向角θ可表示为x的多项式函数形式，为
对式（8-8）关于θ进行泰勒级数展开并忽略其高阶项，可得
式中，
——理想的剩余飞行时间；
cn——多项式θ2（x）的系数，分别为c1=
、c2=βγ、c3=β2+2αγ、
将式（8-16）用uF表示为
式中，uF=0时，可得到PNG中剩余飞行时间的估计值
，即
解式（8-17），可得
式中，εt——攻击时间误差，εt=
-
。
选择满足εt=0时uF=0这一条件的解，可以得到如下附加命令：
正的攻击时间误差能够确保uF存在；负的攻击时间误差意味着导弹必须沿着比PNG更短的轨迹飞向目标，这种弹道不是任何时候都存在的，只有当
/240时才存在。因此，如果uP=0（即
=0），则εt应是非负值；如果uP≠0，则εt可以是负值。不等式的右端（即-
/240）可视为攻击时间误差的裕度。接下来，分析这个不等式条件的意义。不失一般性，ygo在初始时刻可设为0，当εt≥-（3/80）θ2 xgo或
≥（1+θ2/16）xgo时，存在满足式（8-19）的uF。另外，如果θ为0，则只要理想的飞行时间大于导弹到目标的直线飞行时间，该条件就始终满足。
联立式（8-13）、式（8-20），可以得到加速度指令，也就是基于线性模型得出的ITCG导引律，为
由式（8-21）可知，当导弹接近目标时，xgo趋于0，此时上述制导指令会趋于无穷大。为了避免这种情况，进行如下转换：当计算出的攻击时间误差减小到一定值以下时，将ITCG切换为PNG。小的攻击时间误差意味着PNG和ITCG的剩余射程大致相等，因此切换为PNG就可以在攻击时间误差可接受的条件下，弹道更加光滑。
对于时域下的非线性仿真，考虑工程实现过程，与式（8-21）对应的ITCG为
式中，εT=
由于式（8-18）在沿着视线的极坐标系中可写为
式中，λ是视线角；rgo=
因此，工程上可实现的剩余飞行时间估计可写为
当导弹的速度矢量和视线间的夹角减小时，上述近似将更精确，因此式（8-24）的这种估计在导弹接近目标时精度更高。
当攻击时间误差不大时，式（8-21）中的平方根项可近似为攻击时间误差的一阶项，即
因此，式（8-22）可以写为
式中，Kε=-
这种近似方法揭示了PNG和攻击时间误差反馈之间的联系。需要注意的是，如果攻击时间误差εT=0，则该导引律将变成PNG。
例8-1 假设4枚导弹以表8-1中所示的初始条件攻击位于点（0，0）的静止目标，导弹的速度都为300 m/s，理想的攻击时间为37 s，此攻击时间比各导弹采用PNG的攻击时间的最大值稍大一些。
表8-1 4枚导弹的初始参数
图8-3给出了4枚导弹采用PNG和ITCG时的弹道对比。在采用PNG时，导弹1、导弹2、导弹3和导弹4的攻击时间分别为35.67 s、30.83 s、27.40 s和31.89 s，4枚导弹采用PNG时的攻击时间差较大，最大攻击时间差为8.27 s。采用ITCG时，4枚导弹的攻击时间分别为37.00 s、37.10 s、37.00 s和36.95 s，其都在理想值的0.1 s范围内变化，由此可见，四枚导弹可以对目标进行协同攻击。
图8-3 采用ITCG和PNG时4枚导弹的弹道对比
尽管水面舰艇在导弹寻的过程中的机动能力无法与高亚声速或超声速反舰导弹相比，但采用本节中基于静止目标推导的制导律攻击水面运动目标时，将带来一定的攻击时间误差。另外，在实际飞行中，导弹的速度很难维持一个常值，即导弹的速度是变化的。当变速导弹攻击机动目标时，可在ITCG的基础上，采用预测校正的思路来实现多弹对目标的同时攻击。
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2023-08-02
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2023-08-02
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2023-08-02
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2023-08-02
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2023-08-02
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