基于序列凸規劃的攔截彈中制導軌跡優化

李炯 張錦林 邵雷 李萬禮 賀楊超

引用格式：李炯，張錦林，邵雷，等.基于序列凸規劃的攔截彈中制導軌跡優化［J］.航空兵器，2023，30（1）：37-43.

LiJiong，ZhangJinlin，ShaoLei，etal.MidcourseGuidanceTrajectoryOptimizationofInterceptorMissileBasedonSequentialConvexProgramming［J］.AeroWeaponry，2023，30（1）：37-43.（inChinese）

摘要：針對強非線性多約束條件下攔截彈中制導軌跡優化問題，基于序列凸規劃方法和捕獲區域，提出一種針對固定時間約束下的軌跡優化算法。序列凸優化方法求解復雜多項式具有高效的計算效率，但在軌跡優化問題中應用序列凸規劃有控制變量的強非線性和固定時間內終端約束難以收斂兩大難點。首先，采用仿射變量將問題轉化為仿射系統，并將仿射系統進行凸化與離散化，來解決非線性問題，然后，提出一種終端約束加權松弛化方法來解決固定時間內終端約束難以收斂問題，并將中制導問題轉化為序列凸規劃問題。仿真結果表明，所提算法能較快地生成符合多約束條件的攔截彈中制導軌跡。

關鍵詞：序列凸規劃；中制導；軌跡優化；捕獲區域；多約束;高超聲速;攔截彈

中圖分類號：TJ765

文獻標識碼：A

文章編號：1673-5048（2023）01-0037-07

DOI：10.12132/ISSN.1673-5048.2022.0115

0引言

目前高超聲速武器由于速度快、射程遠等優勢，對空天安全提出巨大的挑戰［1-2］。攔截彈的中制導在攔截此類目標時，可以為具有飛行約束的末制導提供良好的攔截態勢［3］，具有重要研究意義。

中制導軌跡優化是在攔截彈動力學模型基礎上，根據預測的捕獲區域，解算滿足過程約束和終端約束的制導指令［4-5］。文獻［6］考慮攔截彈捕獲區，提出一種基于高斯偽譜法的中制導軌跡優化方法，具有很高的精度。……