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随着作战环境的复杂多变及反导技术的快速发展,传统的“一对一”作战模式已很难完成拦截任务。为了提高拦截概率,不仅需要导弹自身具备较高的制导精度,同时要求其具备较好的协同作战能力。在制导的末段,目标往往会进行逃逸,留给末制导的时间非常短,这对制导律的鲁棒性及快速收敛性提出更高要求。有限时间控制具有收敛速度快、鲁棒性强等优点,但其收敛时间与系统初始状态有关,然而系统的初始状态往往不能准确获取。固定时间控制作为有限时间控制的推广,不仅具备其优点,而且能使系统得到一个与初始条件无关的收敛时间上界,这具有重大的实际工程意义。因此,本文以单个导弹或多个导弹拦截机动目标为研究背景,针对导弹制导过程中存在的攻击角约束、加速度饱和约束、目标机动信息获取等问题,研究固定时间收敛制导律及多弹协同制导律,主要内容概括如下:(1)针对单个导弹拦截机动目标问题,考虑将目标加速度视为有界外界干扰,分别设计了带有攻击角约束及输入饱和约束的固定时间收敛制导律。首先,基于平面内导弹与目标的相对运动关系建立带攻击角约束的二阶制导模型;其次,利用终端滑模(terminal sliding mode,TSM)及滑模切换方法,设计一种新的非奇异快速终端滑模面(nonsingular fast terminal sliding mode,NFTSM),基于此设计了固定时间收敛制导律(fixed-time convergence guidance law,Fx TCG),并同时将导弹加速度饱和约束考虑到制导律的设计中;进一步,为了降低干扰上界估计对制导性能的影响,引入固定时间干扰观测器(fixed-time disturbance observer,Fx TDO)对目标机动产生的干扰进行在线估计,设计了一种基于观测器的Fx TCG;最后,通过数值仿真对比验证了所设计的Fx TCG的有效性。(2)针对单个导弹拦截机动目标的三维空间制导问题,考虑攻击角及输入饱和约束,设计了一种快速收敛的自适应Fx TCG。首先,建立三维空间内带有视线倾角、视线偏角及控制器输入饱和的多约束三维制导模型;其次,将目标机动视为有界干扰但上界未知,为了降低干扰估计对制导律性能的影响,通过设计自适应律来在线估计干扰上界,并结合一种新的NFTSM,设计了满足固定时间收敛的三维制导律,并通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性;最后,通过数值仿真对比,验证了所设计的制导律针对不同机动形式的目标都能够以期望的视线角完成拦截,并且与其它方法相比具有较快的收敛速度和较高的制导精度。(3)针对多个导弹拦截机动目标的协同制导问题,基于一阶一致性研究了带视线角约束的固定时间协同制导律。首先,建立平面内基于剩余飞行时间估计的多弹协同制导模型;其次,利用多智能体一致性理论设计固定时间协同制导律(fixed-time cooperative guidance law,Fx TCGL),利用Fx TDO对有界干扰进行估计,并将估计值应用到制导律的设计中;再次,为了进一步考虑视线角约束问题,利用积分滑模控制(integral sliding mode,ISM)和自适应超螺旋(super-twisting,ST)算法设计了一种带视线角约束的Fx TCGL,其中自适应ST算法用来在线估计目标机动干扰;最后,通过数值仿真表明所提出的两种协同制导律都能够确保导弹在固定时间内同时拦截目标,并且对目标机动具有较好的鲁棒性,后者还能确保导弹从不同角度完成对目标的全方位拦截。(4)针对多个导弹拦截机动目标的二阶制导问题,基于二阶多智能体系统的固定时间一致性对Fx TCGL展开研究。首先,建立平面内基于固定时间一致的带有视线角约束的二阶系统协同制导模型;其次,利用固定时间一致性理论、自适应积分滑模设计考虑输入饱和约束的Fx TCGL;再次,结合非奇异终端滑模算法(nonsingular terminal sliding mode,NTSM)设计了一种带视线角约束的Fx TCGL,设计的制导律不仅能够使得导弹在固定时间内实现协同拦截,而且保证导弹以期望的攻击角度拦截目标;最后,通过数值仿真表明所提出的两种Fx TCGL都能够确保导弹在固定时间内共同拦截目标,并且对不同形式的目标机动具有较强的鲁棒性。