空基动能拦截弹制导控制系统建模与仿真

为研究用于弹道导弹助推段拦截的空基动能拦截弹的制导控制系统,探讨了弹道导弹助推段拦截的作战过程,建立了弹道导弹助推段飞行的弹道模型;根据弹道导弹在助推段的飞行特点,建立了动能拦截弹制导控制系统模型,其中包括拦截弹结构模型、动力学与运动学模型、相对运动模型、传感器测量模型、复合制导模型和直接力/气动力控制模型。在Matlab/Simulink环境下开发了弹道导弹助推段拦截的数字仿真系统,并对仿真结果进行了分析。仿真结果验证了模型的合理性,可为空基拦截弹制导控制系统的设计提供参考。     

舰空导弹武器系统反导作战拦截次数建模与仿真

一定假设条件下,以导引弹道模型为基础,建立了舰空导弹反导作战拦截次数模型。首先通过对舰空导弹转火射击周期的分析,建立了单目标通道拦截次数模型。然后适当改变单目标通道拦截次数模型求出拦截循环次数,又根据每个拦截循环中的可用目标通道数受遭遇时间的限制,建立了多目标通道拦截次数模型。最后在想定条件下仿真计算,结果表明该模型具有较好的适用性。     

基于固定弹道的空间拦截发射点快速选择研究

针对地基导弹对空间目标拦截需要选择合适发射点,对于弹道固定的空间目标,对拦截点进行了规划,建立了拦截弹主动段弹道模型和自由段弹道模型,给出了发射点选择模型,采用牛顿迭代算法对所建立的非线性方程组进行了解算.结果表明,所选择发射点能满足空间拦截要求.     

弹道导弹被动段拦截时间窗口建模与仿真

随着反导武器装备的发展,反导区域已经从TBM再入段延伸到整个被动段,选择恰当的拦截发射时机直接影响着被动段反导的作战效果.对拦截时间窗口进行了数学描述;分别建立了TBM被动段的弹道模型和拦截弹的弹道模型;根据攻防双方的特性,给出了计算拦截时间窗口的判断条件及算法;通过算例,计算得出了某型拦截弹拦截不同射程的TBM时所对应的拦截时间窗口,分析结果表明,当拦截弹战技指标一定时,TBM的射程与拦截时间窗口有很大关系.     

舰空导弹拦截机动目标弹道仿真

为研究舰空导弹对蛇形机动与螺旋机动目标拦截效果的差异,对舰空导弹拦截机动目标进行弹道仿真。首先建立反舰导弹的三维蛇形机动模型和螺旋机动模型,然后建立舰空导弹的三维矢量拦截模型,考虑导引头噪声和舵系统的过载限制,最后在Matlab环境下进行2种机动的拦截弹道仿真,采用蒙特卡洛法仿真不同机动强度和噪声强度下的脱靶量,并对比分析拦截蛇形机动和螺旋机动的需求过载和脱靶量。仿真结果验证了反舰导弹机动模型、航空导弹拦截模型的正确性和可行性,可为有针对性拦截机动目标提供参考。     

大气层外弹道导弹中段拦截弹道规划

为解决反导拦截弹道快速规划问题,依据椭圆弹道理论与二体理论提出一种弹道导弹中段拦截弹道规划模型。在获取目标弹道某一时刻初始位置和速度状态信息基础上,利用椭圆弹道理论建立目标飞行位置与飞行时间的关系,实现对遭遇点位置信息的预测;根据拦截弹发射点位置以及预测遭遇点位置,利用Lambert方程在飞行时间的约束下解算拦截弹的状态信息,从而建立拦截弹的弹道规划模型;使用MATLAB软件仿真验证拦截弹规划模型的有效性。该模型为中段拦截弹道规划设计提供了一种思路和方法,并且在相应的约束条件下规划的拦截弹道在理论上能够满足中段反导拦截作战要求。     

基于贝叶斯网络的TBM拦截效果评估

反导过程中,为解决用于TBM拦截效果评估的信息存在不完整、不准确的问题,提高评估的准确性、时效性,首先分析了影响TBM拦截效果评估的因素,提出了基于贝叶斯网络的TBM拦截效果评估方法,构建了基于贝叶斯网络TBM拦截效果评估模型,之后通过实例仿真分析,验证了模型在TBM拦截效果评估中的有效性和可行性。     

歼击机拦截巡航导弹拦截阵位研究

为研究歼击机拦截巡航导弹时的拦截阵位问题,构建了歼击机拦截阵位模型。在分析歼击机拦截来袭巡航导弹过程的基础上,根据歼击机的运动模型和歼击机接敌方法,确定了拦截阵位相关参数,并以机载导弹对巡航导弹杀伤概率为目标函数进行仿真研究。仿真结果找出了一定条件下歼击机的最优航向前置角范围,为反巡航导弹作战理论研究提供了参考。     

悬浮式深弹拦截鱼雷方法研究

在现有深弹拦截鱼雷理论研究和试验结果的基础上,研究了水面舰艇使用悬浮式深弹拦截鱼雷的方法。对拦截的可能条件做了分析,进一步研究各拦截条件下悬浮式深弹的拦截方法,并给出了作战模型。     

大气层外动能拦截器顺轨拦截制导律设计

在分析中段拦截弹道导弹的优势和特点的基础上,提出顺轨拦截弹道导弹的方案.阐述顺轨拦截的概念,建立用于顺轨制导的弹道导弹和拦截器相对运动模型,基于二阶滑模控制理论设计二阶滑模非线性制导律.通过拦截器拦截弹道导弹的数字仿真验证了制导模型和制导律的正确性.     

亚轨道高动态飞行器拦截弹道模式研究

由于亚轨道高动态飞行器一般在大气层边缘作高速飞行,现有的防空导弹难以对其进行拦截,因此针对亚轨道高动态飞行器拦截弹道模式进行研究。建立了拦截弹运动学和动力学模型,在此基础上利用参数优化方法和最优控制理论分别对传统视距拦截作战模式和超视距拦截作战模式下的拦截弹道进行了优化设计,得到了两种作战模式下拦截弹最优弹道。研究结果表明:超视距拦截作战模式能够充分发挥拦截弹能量优势,扩展拦截弹的射程。     

基于遗传算法的反卫星拦截轨道优化

针对未来空间作战中反卫星机动拦截的典型样式——单脉冲机动,在固定时间最优能量轨道机动的基础上,建立了基于遗传算法的反卫星拦截器在轨机动拦截的优化模型。模型中通过对机动时间和拦截时间的优化搜索,得到一个满足约束的最优能量;仿真结果验证了文中模型的有效性。     

动能拦截弹三维末制导律设计

通过非线性系统反馈线性化得到动能拦截弹的精确线性模型,根据动能拦截弹脱靶量分析结果和制导精度要求,结合直接力控制特点,设计了拦截弹三维末制导律。仿真验证了所设计制导律的有效性,满足拦截高空高速目标的技术需求。     

反鱼雷鱼雷拦截概率影响因素仿真分析

为研究影响反鱼雷鱼雷拦截概率的主要因素,根据想定的反鱼雷鱼雷拦截态势建立了鱼雷弹道模型以及舰艇规避模型,通过仿真计算,定量分析了探测误差、自导作用距离和自导扇面角对反鱼雷鱼雷拦截概率的影响。仿真结果表明,提高对来袭鱼雷的定位精度,增大反鱼雷鱼雷自导作用距离和自导扇面角,可以有效提高反鱼雷鱼雷拦截概率。     

基于高斯算法的小行星固定时间拦截

为了防止未来有小行星撞击地球,想要对小行星实施固定时间拦截;首先根据给定的地球与小行星的撞击点位置以及小行星与地球撞击点的速度,建立小行星的轨道模型;利用小行星与地球的轨道模型预推出拦截卫星发射点的位置,再利用高斯算法建立卫星的固定时间拦截轨道模型,并计算卫星发射速度,以及碰撞后小行星的速度;最后,对所建立的模型进行数值仿真。仿真结果表明：若地球将与小行星发生碰撞,则拦截卫星将按拦截轨道运行固定时间后成功与小行星拦截相撞。     

电磁发射拦截系统拦截效应仿真

介绍了电磁发射拦截系统的组成和工作过程,分析了影响动能穿甲弹穿甲能力的因素.以拦截弹与穿甲弹相碰撞的物理过程为例,建立了拦截弹和穿甲弹的三维有限元模型;对拦截弹与穿甲弹在穿甲弹与拦截弹侧面平行、穿甲弹与拦截弹大圆孔轴线共面和穿甲弹在接触面上的投影与拦截弹接触面长边的夹角为45°这3种情况下的碰撞过程进行了有限元仿真,分析了拦截弹与穿甲弹碰撞后的速度变化及状态改变情况,结果表明,拦截弹与穿甲弹相碰后,穿甲弹对装甲车辆的破坏力明显降低.     

拦截临近空间飞行器零控脱靶量计算方法

为精确预测拦截高速飞行的临近空间飞行器时的零控脱靶量,根据拦截临近空间飞行器的特点对拦截弹及目标飞行器动力学模型进行了合理简化,推导了拦截弹与目标飞行器相对运动状态解析表达式,得出了一种具有较高精度的零控脱靶量解析计算方法。为验证该算法精度,建立了尽可能接近真实情况的动力学模型,并采用数值积分方法进行仿真对比,结果表明该算法精度较高。将该算法应用于一个简单的中制导律,证明了其在拦截临近空间飞行器时的可行性。     

PAC-3“爱国者”导弹可拦截区的预测方法

以PAC-3＂爱国者＂导弹为建模研究对象,建立了地心系下基于弹道系数的再入导弹弹道模型以及发射系下拦截弹的运动方程,并用简单迭代法对可拦截区进行了预测,给出了不同拦截高度拦截弹的发射时间。结果表明,该方法是可行且准确的。     

反舰导弹对舰空导弹武器系统饱和攻击数计算模型研究

从分析影响舰空导弹系统对反舰导弹有效拦截时间的主要因素入手,建立了有无预警机信息支援两种情况下,舰空导弹系统对反舰导弹有效拦截时间和最大拦截次数计算模型.在此基础上,建立了两种情况下反舰导弹对舰空导弹的突防概率计算模型与饱和攻击数确定模型.通过设定具体作战背景及相关参数,运用模型对反舰导弹的饱和攻击数进行了仿真计算,结果说明该模型具有一定的理论参考价值.     

红外导引头成像跟踪阶段的反演变结构制导规律设计

在拦截弹红外导引头成像图像跟踪阶段,当拦截弹距离目标很近时,动态特性对制导精度有着至关重要的影响,针对这种情况,文中充分考虑了弹道拦截弹助推段拦截对拦截弹末段控制制导的要求,结合复合控制系统简化模型,提出了一种使得视线角速率在有限时间内收敛的反演变结构制导规律,此制导方法实现了拦截弹的零脱靶量,最后仿真结果验证了所设计制导方法的有效性。