一种红外空空导弹全向制导律设计与仿真

为实现全向攻击,红外空空导弹需要解决全向制导律设计问题。基于虚拟目标算法和大离轴制导律,提出了一种三维空间全向制导律。全向制导律与大离轴制导律具有统一的形式,但越肩发射初始转弯段和末制导段的制导信息来源不同。针对几种典型攻击条件进行了数字仿真。分析表明,全向制导律具有良好的越肩发射或擦肩发射性能,能够应用于红外空空导弹全向攻击制导设计。     

大离轴发射条件下空空导弹快速转弯制导律研究

针对大离轴发射条件下的近距格斗导弹,分析了大离轴制导的要求,提出了适用于大离轴制导阶段的快速转弯制导律,并进行了推导及分析。在建立的制导系统仿真模型的基础上,进行了数字仿真,结果表明快速转弯制导律有效的提高了导弹大离轴发射截击目标的能力。     

初始段大离轴制导律研究

研究了一种空空导弹大离轴发射制导律问题,首先建立制导系统平面拦截数学模型,从理论上分析大离轴发射的制导约束需求;在其基础上利用李雅普洛夫分析方法,以零化离轴角进行制导律的推导,并考虑导引头和惯性测量单元所能得到的信息源形成实用性强的简化制导律;最后在大离轴情况下应用大离轴制导律和比例导引律进行了数字仿真计算,仿真结果表明:给出的大离轴制导律较比例导引律性能更佳。     

红外空空导弹发射后截获制导研究

大离轴角发射和发射后截获是空空导弹重要的战技指标,发射后截获制导律和数据链信息误差是影响导弹截获性能的主要因素。根据红外制导导弹大离轴角发射条件和导引头截获目标对导引头指向与弹目视线方向的关系,设计了攻击机动目标的发射后截获制导律,给出了满足导引头截获条件的制导律参数选择原则,仿真研究了数据链信息误差对发射后截获制导性能的影响。研究表明,设计的发射后截获制导律能够满足导引头对机动目标的截获要求,对发射后截获导弹制导系统设计具有参考价值。     

大离轴发射空空导弹初制导律

讨论了大离轴发射条件下战术寻的导弹在最大可用攻角受限制时的最优转弯问题,依据bang—bang控制理论,设计了水平面内导弹的最优转弯导引律及控制律。仿真分析的结果表明,最优转弯律在大离轴发射条件下是有效的。     

舰空导弹超视距拦截制导律设计与指令解算

针对舰舰协同制导舰空导弹超视距拦截低空飞行目标问题,在初制导段,设计了一种指数型制导律,保证导弹由发射姿态平滑快速地转至装定角;在中末制导段,应用最优控制理论,设计了对目标机动和视线角速率量测噪声具有强鲁棒性的最优制导律;考虑地球曲率,以经纬度位置为基准,通过一系列坐标变换,将目标信息变换到发射坐标系下,建立了制导律所需各种信号指令的解算模型.仿真结果验证了协同制导指令解算模型的正确性和制导律的可行性与鲁棒性.     

地地常规导弹末制导律研究

通过对比例导引的特性分析,证明了末制导时间与制导控制系统时间常数之间应满足的关系及导弹的最大可用过载能力。为了满足地地导弹大落角战技指标要求,分别研究了过重补比例导引和弹道成形制导律,并对其工程应用方案进行了分析。最后对大落角制导律在使用中应注意的问题进行了总结。研究结论对地地常规导弹末制导律的工程使用有指导意义。     

基于复合制导律的"惯性/卫星"制导炸弹投放域计算

根据“惯性／卫星”制导炸弹的工作特点，提出了基于虚拟导引头算法的复合制导律．以某型“惯性／卫星”制导炸弹为例，对六自由度空间运动方程作了合理的简化，推导了计算制导炸弹投放域的简化计算模型．仿真计算了水平投放时的投放域，分析了影响投放域的因素．仿真结果表明，该制导方案下制导炸弹具备一定离轴发射的能力，为“惯性／卫星”制导炸弹设计和改进提供了参考．     

导弹模糊制导律

讨论了一种主动雷达导引导弹的模糊制导律。该制导律专门设计为对付高机动能力有人驾驶飞机的。所提出的模糊制导律吸收了由解析制导律的启发得到的知识。最后得到的制导律和基于扩展比例导引及微分对策论相比,具有较低的侧向加速度要求。给出的利用卡尔曼估值的仿真表明该规律具有鲁棒性。     

采用直接力的空空导弹越肩发射控制设计

针对空空导弹越肩发射的姿态控制需求,采用直接力控制装置,分别建立了小攻角模型和大攻角模型,利用滑模变结构控制方法设计了姿态控制律,所设计的控制律能够满足导弹越肩发射快速转弯的要求,仿真结果说明了此方法的有效性。     

盾和弹之间的那点事(十一)——制导篇:中制导和末制导

正中制导和末制导在前篇对三大制导方式参与舰空导弹各个制导阶段的介绍中,我们可以看到各类中远程舰空导弹的制导过程可以分为两个主要的制导阶段——中制导和末制导。当然,一般来说舰空导弹还有一个初始发射阶段,即导弹从发射升空转至巡航飞行的这一过程,可以称之为舰空导弹的初制导阶段,这一阶段主要使导弹从发射升空状态转为正常飞行状态(如垂直发射的舰空导弹升空后的转向过程),     

一种实现垂直攻击的导弹末制导律研究

为了使导弹的战斗部能够发挥最大的效能或使导弹能够实现对特殊目标的打击，研究了一种纵向制导律．此制导律能够对落角进行约束，从而使导弹实现对目标的垂直攻击．对传统比例制导律进行了改进，在充分发挥导弹机动能力的条件下，设计了一种既能够击中目标，又能够满足对落角要求的轨迹预测比例制导律，最后通过仿真，验证了此制导律在对目标实现垂直攻击中的可行性．     

反舰导弹的非线性变结构制导律研究

为了对抗敌方远程舰空导弹的拦截，提高突防能力，反舰导弹的飞行弹道应采用大空域变轨弹道。基于虚拟目标的概念，建立了导弹一虚拟目标的空间追逃模型，设计了一种考虑末端落角约束的非线性变结构制导律。先设置不同的空间虚拟目标，然后，利用所设计的制导律引导反舰导弹去追踪虚拟目标，反舰导弹即可实现各种各样的大空域变轨弹道。只要虚拟目标的参数设置合适，导弹在飞行中各项性能指标均能满足要求。弹道仿真表明：所设计的制导律是很有效的。     

大空域变轨的变结构制导律设计

为了对抗敌方远程舰空导弹的拦截,提高突防能力,反舰导弹的飞行弹道应采用大空域变轨弹道。基于虚拟目标的概念,建立了导弹-虚拟目标的空间追逃模型,设计了一种考虑末端落角约束的变结构制导律。先设置不同的空间虚拟目标,然后,利用所设计的制导律引导反舰导弹去追踪虚拟目标,反舰导弹实现了各种各样的大空域变轨弹道。只要虚拟目标的参数设置合适,在飞行中导弹的各项性能指标都能满足要求。弹道仿真表明,所设计的制导律是很有效的。     

空舰导弹俯冲弹道螺旋机动制导律研究

针对采用传统飞行弹道的空舰导弹在遭遇远程空舰导弹拦截时突防能力不强的问题,提出将降高段弹道改进为螺旋机动俯冲弹道的方案。分析了带落角约束的变结构制导律的设计过程,在此基础上,提出一种螺旋机动变结构制导律。该制导律不仅能引导空舰导弹实现螺旋机动俯冲弹道,而且能保证空舰导弹在降高段的末端稳定地过渡到低空巡航段。仿真结果表明,所提出的螺旋机动变结构制导律显著地提高了空舰导弹针对远程舰空导弹的突防概率。     

反舰导弹的非线性变结构制导律研究

为了对抗敌方远程舰空导弹的拦截,提高突防能力,反舰导弹的飞行弹道应采用大空域变轨弹道.基于虚拟目标的概念,建立了导弹-虚拟目标的空间追逃模型,设计了一种考虑末端落角约束的非线性变结构制导律.先设置不同的空间虚拟目标,然后,利用所设计的制导律引导反舰导弹去追踪虚拟目标,反舰导弹即可实现各种各样的大空域变轨弹道.只要虚拟目标的参数设置合适,导弹在飞行中各项性能指标均能满足要求.弹道仿真表明:所设计的制导律是很有效的.     

基于双方最优控制的微分策略制导

为了提高导弹攻击大机动目标的制导能力,文中提出了双边最优的微分策略制导律。并针对数学上难于求解的两点边值问题,创新性的采用了伴随方法进行求解。在导弹和目标均为一阶时间延迟下推导出微分对策制导的公式,通过与扩展比例导引、单边最优制导的仿真比较,考察脱靶量和控制能量两个指标,得出微分策略制导在理论上的先进性。     

适用于大离轴角发射的非线性最优制导规律

按照导弹－目标间的非线性运动学模型，设计了一种非线性制导规律，这种非线性制导规律对大离轴角发射条件具有快速的弹道收敛特性，对一角速度测量噪声，未知目标机动等鲁棒性好，可用于战术导弹性的精确制导。     

抗目标大机动的制导指令校正算法研究

针对寻的末制导中对抗大机动目标的情况,同时考虑导弹制导系统动力学及重力影响,提出了一种新的制导算法,即在制导回路中加入指令校正环节。该制导算法通过引入校正环节,并在制导律中引入导弹加速度,可以弥补弹体动态响应引起的延迟,减小脱靶量,在一定程度上提升系统快速性,提高制导控制系统对抗目标大机动的能力。     

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。