战术导弹GPS制导控制系统设计

建立了某战术地地导弹纵向运动模型,采用带有状态约束的极点配置方法设计了过载自动驾驶仪,分析了制导回路特点,分析了用GPS实现比例导引的可行性,指出过载闭环的必要性。研究了制导指令更新频率、GPS定位误差对制导系统过载、脱靶量的影响。研究结果表明增加末导时间能够消除GPS更新频率和定位误差对制导回路的影响,为某导弹制导控制系统设计提供依据。     

过载自动驾驶仪分析研究

对过载自动驾驶仪的固有特性进行了研究.通过数学推导得出尾舵控制导弹过载自动驾驶仪具有非最小相位特性,仿真结果证明也是如此.过载自动驾驶仪是典型的0型系统,存在稳态误差.稳态误差与导弹速度、加速度反馈回路增益、弹体开环气动增益及舵系统增益有关,而与角速度反馈回路增益无关;主反馈回路可提供一定的相位超前,这有利于设计舵机伺服系统.     

基于动态ニ阶滑模控制算法的导弹自动驾驶仪设计

尾控型侧滑转弯( STT)导弹过载输出跟踪模型具有非最小相位的特性，系统的零动态或内部动态不稳定，所以不能直接应用反馈线性化和滑模控制等算法设计导弹过载输出控制器。为了设计方便，首先将导弹数学模型的线性部分进行规范形转化；然后将输出跟踪问题转化为状态跟踪问题，则可采用滑模控制设计自动驾驶仪。通过构造动态滑模输出，使得系统零动态稳定；采用全局二阶滑模控制来消除抖振。仿真结果表明，所提出的方法可使导弹的输出过载准确跟踪制导指令，而且切换抖动得到有效抑制。     

姿态及过载自动驾驶仪比例导引对比研究

文中在对过载自动驾驶仪和姿态自动驾驶仪进行对比分析的基础上．对过载自动驾驶仪加正常型比例导引律与姿态自动驾驶仪加积分型比例导引律对末制导精度的影响进行了对比研究。通过仿真分析可以看出，制导精度主要由导引头动力学和自动驾驶仪动力学中的慢环节决定。     

采用过载控制的自动驾驶仪设计

提出了利用过载控制技术设计一种新型的自动驾驶仪,即在纵向和航向上采用专门的线加速度计和角加速度计来测量导弹的法向过载及其变化率,利用变结构控制方法设计了过载控制规律,从而实现对导弹法向过载的稳定和控制,采用该驾驶仪设计了一种高低混合的方案飞行弹道,最后,通过过载稳定回路和弹道仿真结果证明了该自动驾驶仪设计方案是可行的,由于无需测量纵向和航向上的姿态角和角速率,因而在纵向和航向上可以不用陀螺,降低了驾驶仪的制造成本,使其结构也变得简单。     

过载自动驾驶仪分析研究

对过载自动驾驶仪的固有特性进行了研究．通过数学推导得出尾舵控制导弹过载自动驾驶仪具有非最小相位特性,仿真结果证明也是如此．过载自动驾驶仪是典型的0型系统,存在稳态误差．稳态误差与导弹速度、加速度反馈回路增益、弹体开环气动增益及舵系统增益有关,而与角速度反馈回路增益无关;主反馈回路可提供一定的相位超前,这有利于设计舵机伺服系统．     

一种基于自适应模糊系统的导弹自动驾驶仪设计方法

针对导弹非线性不确定系统,提出了基于动态逆方法及模糊自适应理论的导弹自动驾驶仪设计方法.基于导弹的非线性模型设计了快、较慢回路的动态逆控制器以实现其非线性解耦,将系统不确定性和外界干扰引入到较慢回路中.根据系统跟踪误差在线调整模糊系统权值,使其一致逼近导弹较慢回路的非线性函数.设计了在模糊系统的最小逼近误差上界未知情况...     

制导刚度受限时不同结构驾驶仪对制导精度的影响分析

为有效提高比例导引制导反坦克导弹近射程作战能力,需研究制导刚度受限时,不同结构自动驾驶仪对制导精度的影响.首先对反坦克导弹比例导引制导系统形式进行了阐述;然后给出常用的自动驾驶仪,并对不同自动驾驶仪的动态性能进行对比分析;最后分析对应的线性比例导引制导系统模型,得出在制导刚度受限条件下,阻尼回路自动驾驶仪对应制导系统制导精度最高.     

一种非线性方案弹道跟踪算法

为了保证飞行器对方案弹道跟踪的精确性,设计了一种输出指令为加速度值的三维非线性制导律.选择方案弹道上的点作为参考点,利用飞行器的位置及速度信息,得出一种导引飞行器跟踪曲线弹道的非线性过载制导指令.从时域角度分析了参考点的选择方法.仿真结果表明,采用非线性制导律能够保证飞行器准确跟踪设计弹道,满足高精度制导要求.     

基于输出重定义的导弹自动驾驶仪设计

尾控型(STT)导弹由舵面到过载的传递函数是非最小相位、零动态不稳定.传统的非线性设计方法,如反馈线性化控制,对象逆控制不能直接用于导弹自动驾驶仪的设计.文中通过输出重定义方法,设计合理的控制参数,稳定了系统的零动态,并将对象逆方法应用于自动驾驶仪设计.仿真结果表明,所设计的控制器,实现了过载跟踪,具有良好的稳定性能和动态性能.     

三点法导引导弹初始段弧形弹道优化设计及实现

为防止由发动机羽烟效应或冲击波产生的尘云引起前视红外的匿隐和目标的遮蔽,采用三点法导引导弹在初始段沿偏离瞄准线的弧形弹道飞行.通过非线性规划的直接方法优化得到最优的初始段弧形弹道,提出了采用加PI校正的过载驾驶仪对导弹进行控制.结果表明,与标准过载驾驶仪和加积分校正的过载驾驶仪相比,PI校正的过载驾驶仪具有较好的响应速度,能消除跟踪误差,具有良好的性能.利用优化得到的控制指令进行了初始段弹道仿真,验证了该方法的可行性.     

利用通用自适应控制结构设计导弹自动驾驶仪

为了使导弹具有很高的命中精度,导弹自动驾驶仪的设计,利用自适应广大义预测控算法对其俯仰通道的阴尼内回路和加速度回路同时进了了设计,控制导弹根据导引指令快速地给出相应的法向过载.通过对几种典型条件下的系于一些不确定性影响(未建模动态、气动参数浮动和量测噪声干扰)具有典型的抑制作用.     

中远程BTT防空导弹的一种修正比例导引规律

以某型防空导弹为背景,在给定的初始条件下,为使弹道需用过载分布合理,研究设计了一种适合工程应用的修正比例导引规律.运用多变量控制理论LQR方法设计的自动驾驶仪模型和实际舵机模型进行了全弹道6DOF数字仿真.结果证明:在考虑导弹纵向加速度、导弹重力和目标机动等因素下所设计的BTT-90导弹的修正比例导引规律正确合理,比修正前脱靶量明显减小,导弹跟踪性能良好,在目标机动时也能稳定击中目标。     

基于直接升力的空中加油对接飞行控制

为解决传统空中加油对接过程中受油机纵向轨迹跟踪控制存在时间滞后的问题,提出一种基于直接升力的空中加油对接飞行控制方法.采用非线性L1制导的方法生成横纵向加速度指令,设计2种直接升力方案对受油机纵向轨迹控制加以改进,采用动态逆方法对姿态回路设计,通过扩张状态观测器对动态逆内回路进行补偿.仿真结果表明:采用的2种方案均能消除纵向轨迹跟踪的时间滞后,实现受油机纵向轨迹的快速响应,完成空中加油的成功对接.     

基于自抗扰控制的导引律

考虑目标机动和驾驶仪动态等情况,提出了一种基于自抗扰控制理论和反步法设计思想的新型制导律。将目标机动和驾驶仪参数不确定分别当成系统的扰动。将包含驾驶仪动态特性的制导环路,分作外环和内环分别进行控制器设计。外环自抗扰控制器用于控制切向相对速度收敛到零。抑制目标机动及系统非线性项对视线稳定性影响。内环自抗扰控制器用于跟踪外环输出的虚拟控制,补偿驾驶仪动态及驾驶仪参数不确定性对于制导精度的影响。仿真结果表明,设计的算法能够有效地实现制导目的,在目标作大机动且考虑驾驶仪动态情况下,仍然具有很高的制导精度。     

过载指令约束下的导弹导引律设计

基于平面内的目标-导弹相对运动方程,采用指令滤波backstepping方法设计了一种过载指令约束下的平面导引律,同时考虑了导弹自动驾驶仪的二阶动态特性。依据制导系统主要状态变量响应特性要求将制导系统分为两个子系统。采用指令滤波backstepping方法基于零化视线角速率原则和目标-导弹相对速度小于一个负常数的原则分别对两个子系统进行导引律设计。指令滤波backstepping方法不仅能够有效地处理过载指令饱和约束而且克服了传统backstepping方法中“项数爆炸”的缺陷。在过载指令饱和且导弹自动驾驶仪存在较大滞后的情况下,针对视线方向施加控制和不施加控制两种情况进行了仿真,结果表明设计的导引律在拦截大机动目标时具有优良的性能。     

寻的导弹数字化制导回路分析

随着寻的导弹数字化及快速性的提高,非线性因素及弹体-导引头耦合特性增加,传统的导引头、制导及自动驾驶仪回路独立设计方法由于缺乏子系统之间的协调性,制导回路闭合后带来了诸多问题.以一体化数字制导回路为分析对象,从制导回路稳定性分析、快速性设计及数字采样3个方面分析了制导匹配性约束.分析结论指出,弹体-导引头耦合、数字化控...     

考虑动态延迟特性的含攻击角度约束的制导律

针对打击固定或者缓慢移动目标时带攻击角度约束的制导问题,设计一种考虑导弹自动驾驶仪动态特性的制导律。基于平面内导弹-目标的运动模型,采用滑模变结构和非线性反步控制的方法,将导弹自动驾驶仪的动态延迟特性近似描述为一阶惯性环节,通过高增益的饱和函数,结合改进的开关项系数来消弱滑模抖振的影响,最终使视线角速率和导弹的弹道倾角分别趋于零和期望值。仿真的结果表明：该制导律下导弹能以期望的攻击角度命中目标,有效地克服控制系统的动态延迟对导引精度的影响,对参数的变化和外界的干扰有很好的适应性和鲁棒性,具有工程应用的参考价值。     

便携式反坦克导弹弹道成型制导律设计

针对飞行速度快速时变的便携式反坦克导弹制导控制问题,应用最优控制原理,提出了一种考虑导弹速度快速变化的改进弹道成型制导律。采用超前滞后环节进行时变过载自动驾驶仪设计; 基于最优控制理论推导了广义弹道成型制导律和扩展弹道成型制导律,针对便携式导弹速度快速时变的特性,设计了包含时变速度信息的弹道成型制导律,并结合工程实际讨论了参数选择方法; 最后进行了仿真对比和验证。仿真结果表明,该文提出的包含时变速度信息的弹道成型制导律能够满足武器系统的近距击顶作战需求,同时能够满足导弹系统的着角、攻角、框架角、过载等约束。