基于非线性视线角整形的前段至末段导引切换制导方法

《Mathematics》：Three-Dimensional Nonlinear LOS-Angle Shaping Guidance with Prescribed Initial Acceleration and Field-of-View Constraints

　　为了解决三维前段导引至末段导引切换过程中同时满足撞击角约束、导引头视场角约束以及预设初始加速度约束的受限非线性制导问题，提出了一种非线性视线角整形制导方法。视线角曲线以归一化相对距离为参数进行参数化，前段导引加速度被施加为末段导引参考的初始边界条件。三维速度几何关系与前置角动力学揭示了初始视线角曲率的顺序求解方法，从而得到预设加速度到曲率的显式映射。端点消失形状函数在保持边界条件及加速度继承关系不变的情况下，调节中间视场角曲线。动态反演律用于跟踪重构的参考前置角。理论分析建立了精确的加速度继承、指数收敛的跟踪误差、末段撞击角满足以及在足够参考裕度下视场角约束满足的结论。数值仿真表明，与传统多项式整形制导相比，所提方法几乎消除了切换时刻的加速度失配。闭环仿真与蒙特卡洛验证进一步表明，在执行器动力学和随机化切换条件下，该改进效果仍然显著，同时末段精度和导引头可见性始终得到保障。