电视制导空地弹落角约束制导律研究

针对电视制导导弹打击目标时框架角有限与落角约束要求,研究了三类具有落角约束的比例导引律:过重力补偿比例导引、Zarchan弹道成型制导律、变系数比例导引,提出一种变系数偏置比例导引。仿真结果表明,与另外两种制导律相比,变系数偏置比例导引弹道爬升高度较低,导引头需用框架角较小,可以保证电视导引头更好的锁定目标,具有一定的工程实用价值。     

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。     

一种适用于靶弹落角约束的偏置比例导引律

针对比例导引等传统制导律在实现靶弹大落角约束时存在的各种局限性，利用已有研究成果，将一种偏置比例导引律成功应用于靶弹的大落角约束问题，并结合靶弹的研制和使用特点，提出了制导律的工程化方案。根据弹目相对运动学模型，采用理论推导方法，得出了靶弹弹道期望落角与需用偏置量之间的函数关系，表明了制导律的可行性。采用弹道仿真的方法，研究了制导律的制导性能。结果表明，导引律在最大需用过载、制导精度、落角精度等关键制导性能方面符合靶弹要求，适用于靶弹的大落角约束问题。     

一种适用于多弹联合攻击机动目标的协同制导策略

针对多枚采用被动导引头的导弹联合攻击机动目标的问题,基于多站无源定位技术与增强比例导引(APN)规律设计了一种具有领弹-从弹拓扑结构的协同制导策略。该制导策略根据被动测角信息建立多弹联合的目标跟踪模型,应用扩展卡尔曼滤波方法对目标的运动信息进行估计。在中制导阶段采用多智能体一致性控制理论设计了制导规律,沿垂直于领弹视线方向分布各从弹,满足三角定位中的测量基线要求。在末制导阶段设计了一种切换制导规律,使导弹工作在一致性制导模式与APN制导模式之间,充分利用目标机动信息进行攻击的同时尽量保持测量基线。仿真算例验证了所提出的制导规律能够利用多弹的测角信息准确估计目标运动,并利用该估计信息实现对机动目标的协同攻击。     

一种新型的组合末制导律研究

本文提出了一种简单有效的组合末制导律,即比例加追踪法的组合制导律,它具有纯比例导引的简单、易于实现的优点,同时可以降低导弹的需用过载.大量的数字仿真结果表明,应用本文提出的组合末制导律,导弹的平均过载和峰值过载均小于比例导引,同时脱靶量也有明显减小.     

基于脉冲发动机特性的多弹协同制导律设计

针对攻击高速目标的多弹协同制导律设计问题,提出一种基于脉冲发动机工作特性的多弹协同制导律设计方法.首先,求解视线系下的弹-目相对运动方程;其次,在视线方向上采用有限时间一致性理论进行协同制导律设计,视线法向采用滑模变结构控制理论进行视线角度约束制导律设计;然后,对于视线方向上过载指令,考虑脉冲发动机工作特性,将视线系下的连续制导指令转换为离散制导指令,进而实现多弹协同制导;最后,通过数值仿真验证了所设计协同制导律的可行性和有效性.     

小型电视制导空地弹大落角导引律设计方法

采用电视制导的小型空地导弹要实现大落角攻击,主要受导引头框架角、导弹飞行高度、导弹可用过载三个方面的约束。常用的大落角导引律有框架角门限比例导引、过重力补偿比例导引和落角补偿比例导引等,设计与仿真结果对比表明,带过重力补偿的比例导引方案需用过载小,可使导弹在进行大落角攻击时满足各方面的约束条件。     

多导弹协同作战制导律研究

为了增强多枚反舰导弹协同作战时的突防和打击能力,提出了一种由弹目距离协同制导律和视线角速度收敛制导律两部分组成的多导弹协同制导律。综合多枚导弹的弹目距离信息,设计了期望弹目距离。基于比例导引律建立了导弹目标相对运动非线性模型,采用时标分离原理将其分为快变子系统和慢变子系统,然后采用动态逆系统理论将2个子系统反馈线性化,基于线性系统理论设计了能够实现多弹弹目距离趋于期望弹目距离的制导律。为了保证各导弹顺利地协同攻击目标,在飞行末段,采用有限时间控制理论设计了在弹目距离逐渐缩小的过程中视线角速度在有限时间内快速收敛到零的制导律。仿真结果表明:采用该协同制导律能够使多枚导弹以期望的弹目距离同步接近目标,最后几乎同时命中目标,有效地实现了弹目距离和攻击时间的协同。     

人在回路对导弹制导性能的影响研究

为了研究人在回路制导方式对导引头控制系统及对比例导引和弹道成型等典型末制导回路的影响,本文在固有射手模型的基础上建立了数字传输人在回路导引头模型,对比分析了自寻的模式、光纤传输人在回路和无线电数字传输人在回路导引头模型的特性;基于无线电数据传输的人在回路模式必然存在的较大的数据传输延时环节,对比研究了不同数据传输延时对导引头控制系统稳定性和快速性的影响。将自寻的导引头模型、光纤传输人在回路导引头模型和无线电数字传输导引头模型分别引入比例导引及弹道成型制导回路中,对比分析了三种模型对制导回路脱靶量的影响;在此基础上分析了延时500 ms时在延时和角度约束条件的脱靶量变化规律及最小末制导时间分布特点,进一步在特定任务下分析了其对导弹飞行过程中过载变化及探测器误差的影响,探讨了人在回路制导模式在比例导引及弹道成型制导律中的可行性。     

模糊扩展比例导引研究

为了提高导弹制导律的性能,研究了一种新的模糊扩展比例导引方法.在模糊扩展比例导引设计中,以视线角速度和视线角加速度为输入,通过输入的归一化处理和模糊制导指令运算得到基准的模糊控制指令调节因子,按照导弹最大法向加速度和指令调节因子形成制导指令.仿真结果表明,与传统的比例导引比较,提出的模糊扩展比例导引抗目标机动的能力强,控制能量要求低,脱靶量小.     

带初始前置角和末端攻击角约束的偏置比例导引律设计以及剩余飞行时间估计

针对导弹飞行过程中受到外部干扰导致前置角变化较大的问题,设计了满足任意初始前置角和末端攻击角度约束的偏置比例导引律,并对该导引律下系统参数的收敛性给出了证明。基于现有分段迭代求解剩余飞行时间的方法进行拓展,解决了现有分段迭代求解方法在前置角等于π/2 rad时存在奇点的问题,并用该改进方法给出了该导引律的剩余飞行时间估计。对提出的导引律和改进的分段迭代求解方法进行仿真,结果表明：该导引律能够满足任意初始前置角和末端攻击角度约束下导弹的脱靶量和末端角度要求,且在飞行末端加速度指令收敛至0;与以往研究结果相比,该导引律在前置角大于π/2 rad时能够实现对导弹的更有效控制;使用改进的分段迭代求解方法对提出的导引律进行剩余飞行时间估计,估计误差小,误差收敛快。仿真结果验证了该偏置比例导引律和剩余飞行时间估算方法的有效性。     

带末端落角约束的变结构导引律

使被动寻的导弹在较低的平飞弹道情况下，以较小的俯冲过载和最佳攻击姿态精确命中目标。采用带落角约束的变结构导引律，对弹目距离及距离变化率进行估计，克服被动寻的导弹不能测距的约束，同时使切换开关增益随时间自适应变化以减小俯冲过载，利用某型在研被动寻的导弹的气动参数，对此变结构导引律进行了数学仿真，仿真结果表明，在较低的平飞弹道约束条件下及过载要求范围内，该导引律能以期望落角命中静止与机动的坦克目标，对弹目距离变化率及距离的较大估计误差具有较强的鲁棒性。     

扩展的多约束最优制导律及其特性研究

为满足侵彻攻击空地导弹末端制导要求,解决当前多约束制导律终端攻角控制问题,设计了包含受剩余飞行时间决定的控制量权函数,并引入到最优问题的目标函数中,基于线性二次最优控制理论推导得到一种扩展的多约束最优制导律。利用指令随时间变化解析表达式及伴随系数法,对制导律加速度指令变化规律及无量纲脱靶量特性进行了研究,证明了制导律指令的收敛性,从而为终端攻角控制创造了有利条件。同时,讨论了制导律增益n的设计原则。结合工程应用的需要,分别提出了一种制导初始条件设计方法及最大需用加速度的估计方法,可有效减小导弹末端机动。通过仿真验证了制导律及分析结论的有效性。     

精确对地攻击姿态约束最优末制导设计

针对远程精确对地攻击姿态约束末制导问题,提出按照命中点姿态角需求设计基准弹道,并建立了围绕基准弹道的线性时变弹目运动方程。以弹道跟踪误差和控制能量最小为优化指标,取弹道跟踪误差加权阵与剩余飞行时间的平方成反比,求得了一种新的精确对地攻击姿态约束末制导律。制导指令由基准弹道补偿项和弹道跟踪误差项两部分组成。与文献[1]制导律的仿真对照表明,本文给出的制导律具有较小的需用过载,命中点姿态角控制精度高、脱靶量小、适用性好。研究结果对远程对地攻击导弹或制导炸弹末制导系统设计具有参考价值。     

扩展弹道成型末制导律特性分析与应用研究

基于剩余飞行时间的指数函数构建了扩展的权函数和目标函数,引入常值机动目标,利用最优控制理论,扩展得到最优弹道成型制导律簇。针对无制导动力学滞后的制导系统,利用施瓦茨不等式,求解得到了在初始位置误差、方向误差、目标常值机动及终端落角约束作用下的制导律加速度指令解析解。分析指出,当罚函数中剩余飞行时间的指数大于0时,加速度指令在弹道末端趋近于0.利用无量纲化方法和伴随法,研究了含有一阶动力学滞后的制导系统在初始方向误差和终端落角约束作用下的无量纲位置和角度脱靶量特性。结果表明:当末导时间为制导系统动力学滞后时间常数的15倍左右时,落角约束、初始方向误差引起的位置和角度脱靶量均趋近于0;且初始方向误差角和终端落角方向相反时的位置和角度脱靶量要小于二者同号时的情况。     

反舰导弹最优末制导律及其仿真研究

选择合适的末制导律是实现反舰导弹精确制导的重要因素。以最优控制理论和飞行力学原理为基础。针对目标作加速直线航行和机动转弯两种情况，文中研究了兼顾脱靶量和能量消耗两个性能指标的反舰导弹最优末制导律。在求解最优末制导律时，引入伪控制变量的概念来简化问题求解的复杂度。仿真结果表明．文中所设计的最优末制导律在制导过程中能量消耗少、脱靶量小、制导精度高．且算法简单。     

具有终端约束的线性二次型微分对策制导律

主要针对具有终端碰撞角度约束的线性二次型微分对策制导问题进行研究.首先,采用终端投影法定义零效脱靶量和零效碰撞角作为新的状态变量,实现了系统降阶;然后,基于零和微分对策原理,进行制导律的推导,并对导航增益、鞍点解的存在域和理想拦截性能进行了分析;最后,分别针对目标作常值机动和方波机动2种情况对系统性能进行了仿真.结果表...     

末制导寻的反导导弹脱靶量分析

脱靶量是衡量反导导弹制导控制能力的终极指标,受众多因素影响。文章分析了不同因素对末制导寻的反导导弹的脱靶量影响,首先从理论上具体分析了目标机动、有效导航比、噪声因素、延迟因素和导引头初始指向误差对脱靶量的影响,最后用MATLAB仿真直观地描述了各个因素对脱靶量的影响情况。     

一种新的扩展比例制导律设计与仿真

基于制导末段需用过载为零的要求,在比例制导律（PN）的基础上引入重力补偿、导弹纵向加速度补偿以及目标加速度补偿,设计了一种新的扩展比例制导律（APN）。数字仿真表明,与PN相比,APN需用过载较小（弹道更为平直）,拦截时间较短,对大机动目标具有较小的脱靶量。