基于三维比例导引的舰空导弹协同杀伤区研究

介绍了舰空导弹杀伤区的基本概念,杀伤区可分为垂直杀伤区和水平杀伤区。由导弹速度可在垂直平面和水平平面进行矢量分解,引出三维比例导引弹道的方法,并利用此方法进行了单舰和双舰协同制导两种情况下弹目遭遇过程的仿真验证。仿真结果表明,协同制导可大大提高舰空导弹的低空杀伤远界,有效提高舰空导弹的作战效能。     

一种适用于红外制导弹药的变增益比例导引律

针对红外制导弹药在采用具有角度约束制导律时需要剩余飞行时间的问题,提出了一种不需要剩余飞行时间且可实现大落角攻击的变增益比例导引律。利用期望落角固定时中末段导航比与过载及目标视角约束的解析关系,建立导航比计算模型,解算出中、末段导航比及切换点位置;随后,对比研究了变增益比例导引律与弹道成型制导律的性能,并对其工程应用进行了分析研究。结果表明:变增益比例导引律在实现落角及位置约束的同时能满足视场角及过载约束,且相比于弹道成型制导律,其硬件资源需求更少。     

一种增大空地导弹落角的新制导律

为发挥空地导弹侵彻战斗部的威力,提高目标毁伤效果,引入了一种新制导律"弹道成型"制导律,对导弹的末端落角进行约束。通过与比例导引和过重力补偿比例导引进行对比,建立数学模型,进行数字仿真,分析了新制导律在增大导弹落角方面的优点。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,"弹道成型"制导律能以期望的落角命中固定或机动的目标,具有较大的工程实际应用价值。     

比例导引原理的三维模糊导引律设计

主要针对三维空间导弹拦截问题,基于比例导引原理设计了三维空间的模糊导引律.首先运用投影的方法将三维导引问题分别投影到两个平面中,将三维空间的运动分解为纵向平面和侧向平面两个平面内的运动.导引律的设计以模糊逻辑推理为基础,运用比例导引原理将竖直视线角速度、水平视线角速度、导弹与飞机的接近速度作为输入量,输出量分别是导弹加速度在oxy(纵向平面)、oxz(侧向平面)平面内的两个分量,模糊分区采用归一化的方法.经仿真验证,模糊导引的脱靶量和加速度均在理想的范围.     

近距空空导弹复合制导关键技术研究

为满足近距空空导弹射程不断增大以及大离轴角发射的需要,第四代近距空空导弹越来越多地采用复合制导技术,中末制导律的选择以及中末制导交接班是其中的两项关键技术。通过比较分析,确定了适用于近距空空导弹的中制导律和末制导律,设计了基于最优预测比例导引中制导+比例导引末制导的复合制导方案;应用了一种平滑过渡的中末制导交接律,满足了中末交接时弹道平滑的要求。与采用传统全程比例导引律的导弹弹道进行了对比,给出了仿真结果,证明了上述方法的合理性和可行性。     

多约束条件下的反临近空间拦截弹滑翔段弹道规划

针对临近空间拦截弹滑翔段离线弹道优化问题,提出一种满足多约束条件的弹道规划方法.首先,通过对拦截弹中制导段运动模型的简化得出滑翔段运动模型;然后,利用庞特里亚金极小值原理推导出满足多约束条件的间接法模型,将弹道优化问题转化为协态变量初值猜测的两点边值问题.采用邻近极值法进行协态变量初值选取,降低了初值猜测的难度和计算量.仿真结果表明,相较比例导引弹道和高斯伪谱弹道,所提方法弹道可同时满足终端约束条件和多种过程约束条件,且优化结果精度更高,可有效解决离线弹道优化问题.     

机动弹道对导引装置探测能力的影响分析

根据导引设备平台高速变攻角运动和探测环境的特点,研究了弹载雷达和红外导引系统的探测能力以及最佳的探测条件,利用最优化理论,建立了再入机动弹道模型,仿真分析了最大机动距离弹道和最小机动距离弹道对导引装置探测性能的影响。结果表明,针对不同的导引头,采用不同的机动弹道将有助于导引头性能的发挥,从而进一步提高导弹的命中精度。     

拦截空天高速机动目标的三维非线性导引律

为拦截空间高速机动目标,建立了考虑自动驾驶仪动态特性的三维耦合制导模型。针对模型的强非线性和不确定性,设计了考虑导弹动态特性和目标机动的三维非线性导引律;然后利用扩张观测器估计目标机动加速度。仿真表明扩张观测器在有噪声干扰的情况下性能优于滑模微分器。将扩张观测器估计的目标机动加速度补偿到导引律中,形成三维非线性导引律。在拦截高速机动目标时,所设计的导引律相比于增广比例导引律和其他两种非线性三维导引律有较好的导引性能。     

双机协作制导导弹弹道交班误差研究

针对信息化条件下多机协同空战中需要协同制导的问题,对协同制导中由导航误差引起的导弹弹道交班误差进行了研究。首先分析了由中制导平台提供的目标信息与导引头探测的目标信息的不一致性;在此基础上求解基于比例导引的弹道交班误差,并对弹道交班误差的影响因素进行了仿真分析;最后指出了有利于弹道交班的制导权移交时机。仿真试验表明了所提方法的有效性。     

比例导引规律的指令加速度

根据指令加速度的不同参考作用方法,形成和定义了不同形成的比例导引（ＰＮ）制导规律。这些ＰＮ规律主要分为三类：一类是以追踪速度矢量为参考基准,如纯比便导引（ＰＰＮ）及其各种变化形式;另一类是以追踪与目标之间的视线为参考基准,如真比例导引（ＴＰＮ）、广义比例导引（ＧＰＮ）等;第三类是以追踪器与目标之间的相对速度为参考基准,如理想比例导引（ＩＰＮ）等。本文概述了这些制导规律的研究现状,建立了矢量形式的相     

毫米波导引头港口舰船目标识别技术

针对末制导导引头对港口多个舰船目标识别、分选的技术难点,该文将距离高分辨技术与单脉冲测角体制相结合,提出了一种基于毫米波单脉冲三维成像的港口舰船目标识别、分选方法。首先采用单脉冲三维成像获得目标散射中心的三维分布,然后利用聚类分析等方法实现目标的分割与识别,并将无偏几何中心法用于目标跟踪点的选择,从而实现导引头对多个舰船的识别、分选及精确跟踪。仿真结果表明,文中方法对多个目标的识别及目标要害部位选择具有很大的优越性。     

采用捷联激光探测器的制导火箭比例导引实现方法

围绕制式火箭弹精确制导改造的需求,提出了一种采用捷联激光探测器和比例导引的火箭弹制导控制方案。针对捷联探测器只能测量弹轴相对于目标的偏差角而无法提供比例导引所需的惯性视线角速度信号的难题,研究了基于捷联探测器测量的误差角和弹体姿态角速度信号的弹目视线角速度信号提取算法。在制导控制系统内部,基于自动驾驶仪与制导律相匹配的原则,设计了两回路过载自动驾驶仪。无量纲脱靶量分析与攻击静止目标的弹道仿真结果验证了所提方案的可行性。     

改进正弦算子的弹道交接自适应算法

为了实现组合制导,用二阶吻合法设计了一不同制导律间的指令交接导引段。对正弦算子进行改进,建立了自适应弹道交接导引算法的模型,通过分析弹体时滞参数对算法参数的影响,并以积累的弹道航向误差最小化为依据,设计了算法的参数。所得算法与基于正弦算子的弹道交接自适应算法比较可知:前者的积累弹道航向误差更小,参数取值范围更大,从而能更好地实现不同制导律弹道的平滑过渡。通过后向尾追仿真可知:前者脱靶量更小,弹道更光滑,所得算法结构简单便于应用。     

三维非线性鲁棒制导律

建立了球坐标系下的三维导弹与目标相对运动模型,基于Lyapunov方法和输入状态稳定性(ISS)分析,设计了非线性三维鲁棒制导律,不需要估计目标加速度,实现了对机动目标的扰动抑制跟踪,并且比传统的比例制导律在拦截时间及鲁棒性方面具有优势。仿真结果表明,对于目标作复杂的大机动逃逸运动,仍然能够取得较好的跟踪性能和鲁棒性。     

基于直线斜飞弹道的弹载SAR成像方案

针对弹载SAR成像实时性高、非匀直弹道下成像算法、运动补偿困难,难以工程实现的现状,提出了一种末制导阶段在恒定高度采用直线斜飞弹道的SAR成像制导模式.详细分析了该模式的工作过程、极坐标格式SAR聚束成像算法及直线斜飞弹道对制导性能产生的影响.仿真结果表明,该模式在增加少量制导时间的代价下,借鉴机载聚束SAR成像算法即能获得高质量的SAR图像,为SAR末制导的工程化提供了有益借鉴.     

基于强化学习的智能超表面辅助无人机通信系统物理层安全算法

该文从物理层安全的角度出发研究了智能超表面(RIS)辅助的无人机(UAV) 3D轨迹优化。具体地说,当RIS辅助的UAV向地面用户进行无线传输时,通过联合优化RIS相移和UAV的3D轨迹来最大化物理层安全速率。然而,由于目标函数是非凸的,传统的优化技术很难直接求解。深度强化学习能够处理无线通信中动态复杂的优化问题,该文基于强化学习双深度Q网络(DDQN)设计一种联合优化RIS相移和无人机3D轨迹算法,最大化可实现的平均安全速率。仿真结果表明,所设计的RIS辅助UAV通信优化算法可以获得比固定飞行高度的连续凸逼近算法(SCA)、随机相移下的RIS算法和没有RIS的算法有更高的安全速率。     

Trajectory prediction for moving objects using artificial neuralnetworks

A method to predict the trajectory of moving objects in a robotic environment in real-time is proposed and evaluated. The position, velocity, and acceleration of the object are estimated by several neural networks using the six most recent measurements of the object coordinates as inputs. The architecture of the neural nets and the training algorithm are presented and discussed. Simulation results obtained for both 2D and 3D cases are presented to illustrate the performance of the prediction algorithm. Real-time implementation of the neural networks is considered. Finally, the potential of the proposed trajectory prediction method in various applications is discussed     

空空导弹末端非线性修正技术研究

针对红外空空导弹瞄准点与理想命中点不重合的矛盾,本文提出一种末端修正导引方法,修正导弹对目标的碰撞航线.导出了空间飞行时实现超前偏置的导引律,并提出简化导引律方案,对引入超前偏置的末端制导控制系统进行了分析,探讨了控制系统实现的方法.仿真表明对导引精度和脱靶量有显著提高,能达到理想的修正效果.