基于红外成像导引头的切换制导律设计

根据对红外成像导弹多模制导技术研究的现有成果,设计了适合红外成像导引头的制导律.分析了红外成像导引头不同阶段的成像特点,根据这些特点选择相应的制导律.这些制导律很好地弥补了红外成像导引头的成像缺点,并结合弹道交接算法完成制导功能.数字仿真验证了切换制导控制导弹攻击大机动目标较比例导引有更小的脱靶量和更平滑的弹道.结果表...     

不同制导信息带落角约束末制导律设计

对地制导武器在命中目标时,不仅希望得到最小的脱靶量,还希望命中目标时弹体姿态最佳,从而使战斗部能够充分发挥其作战效能,取得最佳毁伤效果,这就对导引任务的实现增加了终端角度约束。然而传统的导引方法并不能满足这一需求,所以带落角约束的制导律研究就显得尤为重要。本文根据反辐射制导武器导引头特点,在不同的制导信息下,引入了两种具有终端角度约束的导引律,并给出了详细的推导。最后通过仿真对这两种导引律的制导性能和适用条件进行了比较。仿真结果表明,以角度为制导信息的角度反馈型制导律具有计算量小,容易实现等优点,且在引入导引头测角误差后,对导引头的测角误差具有较大的鲁棒性。     

红外末制导导弹中制导数据链周期指标研究

研究中远程红外末制导导弹大离轴角发射中制导数据链周期指标优化问题。红外导引头由于视场角窄,截获距离随目标方位变化,中制导是保证导引头截获目标的基础。制导采用带离轴角补偿的真比例导引,数据链更新周期内目标运动位置采用外推法进行估计,对中制导数据链周期0.5s到3s研究了导引头最大截获距离和最小截获距离范围内导引头的截获性能,得到了中制导数据链周期指标的选择基准,并进行仿真。仿真结果表明,对发射后截获导弹制导系统优化设计具有参考价值。     

低可探测性飞机威胁建模及航迹规划仿真研究

提出了一种利用低可探测性(隐身性)飞机RCS变化特性的航迹规划算法.根据目标RCS与雷达作用距离的关系以及简化的固定翼飞机RCS变化率模型,为以雷达为探测手段的防空系统建立威胁杀伤模型,在综合考虑生存概率和路径距离后给出新的航路威胁代价计算函数,最后采用Dijkstra算法在满足飞行约束条件下对隐身性飞机的航迹规划方法进行了大量的仿真.仿真结果表明隐身性作战飞机结合有效的航迹规划算法可以充分发挥自身低可探测性优势而达到隐蔽突防的目的.     

导弹制导系统精度分析方法研究

在优化导弹的制导精度的研究中,针对导引头测量误差和导引头模型对导弹制导系统精度的影响,为了提高制导精度,解决非线性和随机效应引起的误差,采用蒙特卡罗法、协方差分析描述函数法和统计线性化伴随法对导弹的制导精度进行了研究.根据三种方法进行建立具有导引头测量误差和目标随机机动的非线性的导弹制导模型.在不同导引头模型下分析了导弹制导系统的精度.仿真结果表明,传统模型方法导引精度差,成为影响制导系统精度的主要因素.而采用一阶导引头模型效果好,不影响制导精度,还可以降低计算量和简化建模.     

一种基于零脱靶量的最优制导律设计

基于导弹和目标的三维相对运动关系,提出了一种三维非线性的最优制导律.在导弹和目标的三维相对运动方程的基础上,区别于以往的以视线角和视线角速率作为状态变量的方法,而采用以相对距离和相对速度作为状态变量的方法建立了一种新的状态方程,然后基于零脱靶量的思想,利用最优控制相关理论,设计了一种三维非线性的最优制导律.分别针对匀速运动的目标和大机动目标,用所设计的制导律和比例导引律分别进行了数学仿真,结果表明,所设计的最优制导律能有效地拦截机动目标,其性能优于比例导引律.     

基于飞行时间估计带时间约束的末制导律设计

针对某些导弹要求限制末端攻击时间的作战要求,本文提出一种带末端攻击时间约束的新型制导律。所提出的制导律是通过线性最优控制方法的解而得到的,该制导律是比例导引律和攻击时间误差反馈的组合,此攻击时间误差有别于通过比例导引律所设定的攻击时间。本文用到飞行时间估算方法来完善所提出的制导律。所得制导律形式简单、实用。数字仿真结果证明所提出的制导律能够导引多枚导弹在期望的攻击时间同时命中固定目标。     

改进的考虑自动驾驶仪动态特性的有限时间滑模导引律

为减小导弹自动驾驶仪延迟特性对制导精度的影响,考虑到实际战争中制导末段时间很短,推导了考虑导弹动态特性的有限时间收敛的制导数学模型;其次根据滑模控制理论设计了基于该数学模型的导引律;证明了所设计的导引律在制导系统中有限时间稳定;为削弱滑模导引律的抖振现象,利用双曲正切函数改进了导引律。仿真表明:改进的导引律在目标做非机动和机动的情形下均能在有限时间内快速跟踪目标的运动,并保持较高的制导精度。     

组网雷达对等离子体隐身导弹探测能力仿真

等离子体隐身是一项很有发展前途的隐身技术。通过建立某型等离子体隐身导弹模型,分析了其在不同方向和宽频带上的雷达散射截面积(RCS)特性,并通过引入雷达探测概率模型和信息融合机制,针对组网雷达仿真了等离子体隐身导弹的突防能力,仿真结果对等离子体隐身导弹的研究与组网雷达改进探测能力具有参考意义。     

弹道坐标中三维鲁棒非线性导引律

本文针对机动目标拦截问题,考虑导弹控制系统动态特性及其不确定性,利用分块反步设计思想,结合输入-状态稳定性理论,在弹道坐标系中设计了一种三维非线性鲁棒导引律.与大多数已有的导引律相比,本文直接地在弹道坐标系中设计导引律,并且所设计的导引律可有效克服控制系统动态特性和不确定性对制导效果的影响,理论分析和数值仿真表明,本文设计的导引律对目标机动和控制系统所受的外来有界扰动均具有较强的鲁棒性.     

导弹中末制导导引律转换研究

研究了导弹由中间段制导律向末段制导律转换的问题,提出了一种可变导引系数的组合制导律,即可变系数组合比例导引律(ACNC).仿真结果表明,该导引律总体优于纯比例导引和固定系数组合比例导引律,中末段弹道过渡平滑,衔接良好,能顺利完成中末段交班,同时降低了导弹的需用过载.     

多源信息融合的引制一体化技术研究

制导引信一体化技术是引信技术的一个新发展方向,为了提高对空中机动辐射源目标的毁伤效果,采用末段制导与引战配合一体化技术,充分利用导引头、惯导和引信本身提供的导弹与目标信息,在末端制导过程中根据目标与导弹的相对运动信息进行实时弹目交会情况预测,结合给定的目标几何特征信息,实现了最佳起爆时机、起爆方向、目标杀伤概率等系统建模,最后通过仿真计算并验证了起爆控制算法的有效性,可进一步提高防空导弹引战配合效率和武器系统的作战效能,具有重要的军事应用价值.     

基于捷联导引头的制导信息解耦及滤波方法

近年来,随着现代化战争对导弹低成本、小体积要求的不断提高,捷联导引头制导体制逐渐成为了发展趋势。但是,与传统的平台导引头相比,捷联导引头的测量系统固连于弹体上,且在导弹飞行过程中,由于弹体运动的耦合效应,无法获取导弹在惯性空间下的视线角速度信息。本文研究了一种应用于捷联导引头平台的导弹制导信息解耦及滤波方法,解算出能够用于导弹比例导引的有效制导信息,并结合工程实际进行了数字仿真分析和中靶精度统计。仿真结果表明,该方法能够准确隔离弹体姿态对制导信息的影响,并能精确命中目标,为捷联导引头体制工程化应用提供了有效参考。     

雷达对空探测威力表征计算方法研究

针对雷达研制厂所给出的雷达探测垂直威力图的局限性,提出了雷达对空探测威力的一种新的表征形式,为雷达对不同RCS目标在各高度突防时的最远发现点在地球曲面上的投影距离,该投影距离能体现防空作战中雷达对战斗机攻击行动的快速反应能力。随后给出该威力表征形式的计算方法,最后计算了某典型中低空搜索雷达的探测威力,结果表明,该雷达对高空和300m以下高度突防战斗机的探测能力较弱,尤其是针对高空突防的隐身战斗机。     

考虑探测效能的空空导弹分布式协同中制导律

本文以多枚空空导弹逆轨拦截高速运动目标为背景,提出了一种以协同探测为终端约束的分布式协同中制导律.通过对误差源和误差传递链路进行分析,建立了中末交班概率计算模型,基于虚拟导引点研究了协同视场拼接方法.在视线法向,针对位置协同和角度协同等约束条件,设计了基于高斯伪谱法的最优制导律.在视线方向,基于二阶多智能体一致性理论,设计了分布式时间协同制导律,构造李雅普诺夫泛函证明了该方法可使系统在有限时间达到稳定,并推导出了一致性时间上界.仿真结果表明该制导律可使多弹以各自期望的视线角同时到达指定交班区域,实现视场拼接、协同探测的需求,有效提高了中末交班概率.     

一种高空拦截导弹的自适应滑模制导律设计

针对使用传统的制导律拦截高空高速机动目标效果不佳的问题,提出了自适应滑模制导律;首先给出了比例导引律的具体算法,然后采用变结构控制理论,结合时变系统的特点,应用滑模自适应趋近律的概念,设计了导弹的自适应滑模制导律,并对其进行光滑处理,削弱了绕滑模的抖动;通过具体的仿真实例,表明了该制导律有更优良的弹道性能和鲁棒性,所需的控制能量更少,脱靶量更小,制导精度更高,相比传统的比例导引律,具有更强的实用性和有效性。     

一种SAR成像制导导弹制导律研究

采用前侧视工作方式并选用聚束式高分辨成像模式的SAR成像制导导弹,应控制天线波束的指向使其较长时间照射目标区,等效地增加合成孔径的长度.因此必须合理选择制导律使前侧视条件成立,确保速度矢量与视线间有足够的夹角.为此,提出了导弹航向采用固定前置角导引律的方案,推导了利用导引头框架角信息实现的固定前置角导引算法并给出其工程实现形式;建立了导弹航向攻击平面制导系统数学模型并进行了数字仿真,验证了方案的合理性和可行性.     

基于H_∞滤波的低信噪比制导律研究

针对导弹对机动目标的拦截问题,本文设计一种基于目标机动上限的变结构制导律。考虑到导引头测量信号的低信噪比特性,测量信号不能直接应用于制导律,提出一种基于H∞滤波技术的制导信息重构方法。H∞滤波对噪声的不确定性具有鲁棒性,加入滤波不仅提高了制导精度,而且增强了系统的稳定性。最后对设计的制导律和滤波算法进行数值仿真,仿真结果验证了该方法的正确性。     

空中隐身目标威胁等级的仿真研究

在多目标来袭的战场环境中,能够有效的评估出包括隐身目标在内的所有目标的威胁等级,是战场指挥决策系统中的核心部分.目前问题的难点在于雷达探测到隐身目标以后,如何将其数据信息进行量化分析用以反映目标的威胁等级,尤其是隐身目标的雷达散射截面积(RCS).建立起层次分析法(AHP)基础,为了适用于隐身目标并改善原始判断矩阵的量化水平,提出了一种隐身目标威胁等级的改进方法.通过引入构造的隶属函数,不仅可以将所有目标的距离、速度和RCS信息进行量化处理并构造成判断矩阵,有效地减少了人为因素的影响.经过对一组不同类型目标的仿真分析,给出了各个目标的威胁等级.结果表明方法有效地评估出隐身目标的威胁等级,为防空火力发挥最大效能提供了依据.     

基于变结构控制的固定前置角制导律设计

弹载合成孔径雷达（SAR）的方位成像能力受飞行导弹的观测角影响,其末制导段采用前侧视工作方式。因此,必需合理设计制导律使前侧视条件成立。为了保证末制导段弹目间具有合适的夹角,采用变结构控制方法设计了一种固定前置角制导律,该制导律能够解决合成孔径雷达导引头对于前置角约束的问题。在制导律设计过程中,首先建立了弹目相对运动关系模型和具有终端角度约束时的视线角变化模型;在此基础上采用变结构控制的方法设计了固定前置角制导律;进而,对该固定前置角导引律进行了性能分析,得出了其一般攻击特性;最后,通过弹道仿真论证了其正确性与有效性。