基于推力可控技术的制导律研究

为了提高导弹的机动性和突防能力,要求作为导弹动力装置的发动机具备推力控制,特别是推力随机控制的能力。随着冲压发动机技术的发展,发动机推力可控技术在固体火箭发动机的基础上有了更大的发展空间。本文针对推力控制技术的发展,设计出一种适用于推力控制技术的制导律,并进行了仿真验证。     

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.     

高超声速精确打击武器制导控制关键技术

首先分析了以超燃冲压发动机为动力的高超声速巡航导弹的主要技术特点,介绍了高超声速巡航导弹的国外发展现状;在此基础上,着重探讨和分析了高超声速巡航导弹动力学建模、飞行控制、制导体制选择及导引律设计、高动态雷达精确制导和高温高速光电制导五个方面的关键技术特点和后续应重点关注的技术发展途径,为高超声速精确打击武器制导控制技术研究提供一定的参考。     

高阶滑模制导律的设计与实现

针对机动目标拦截问题,应用高阶滑模控制方法,设计了高精度制导律。在制导律设计过程中,针对目标机动,基于增广比例导引设计了滑模变量,考虑二阶弹体动态特性,设计了二阶滑模制导律。应用高增益扩张状态观测器对制导信息进行估计,完成了制导律的实现。数值仿真结果验证了方法的有效性。     

远距空空导弹最优中制导律研究

远距空空导弹一般采用冲压发动机作为巡航段的动力装置,因此在进行远距空空导弹中制导律研究时必须充分考虑冲压发动机的特性.本文以使用冲压发动机的远距空空导弹为应用背景,首次提出利用动态规划方法研究导弹的最优中制导律,给出的计算实例证实了提出方法的正确性.     

远距空空导弹最优中制导律研究

远距空空导弹一般采用冲压发动机作为巡航段的动力装置，因此在进行远距空空导弹中制导律研究时必须充分考虑冲压发动机的特性。本文以使用冲压发动机的远距空空导弹为应用背景，首次提出利用动态规划方法研究导弹的最优中制导律，给出的计算实例证实了提出方法的正确性。     

基于Backstepping方法的导引律设计

针对传统导弹制导与控制系统分开设计,使得拦截大机动目标时制导精度降低的问题,提出了一种将制导与控制系统进行综合设计以提高系统的性能的方法。考虑一阶自动驾驶仪动态,设计了基于Backstepping方法的综合制导律。仿真结果表明该导引律使得视线角速度渐近趋于零,脱靶量在1个较小的数量级上,可以满足导弹对脱靶量的要求。     

带有视场角约束的滑模攻击时间控制制导律

为提高攻击时间控制制导律的鲁棒性和工程适应性,以弹目拦截几何关系为基础,采用滑模技术设计了一种带导引头视场角约束的无奇点攻击时间控制制导律。通过Lyapunov理论证明了该制导律的稳定性和收敛性。理论分析及仿真结果表明：当攻击时间误差变为0 s时,该制导律可演变成纯比例导引律,末端需用过载变化平缓、命中点处为0 g;所设计制导律可有效实现静止目标拦截、多导弹协同攻击等场合的攻击时间控制。     

考虑冲压发动机特性的导弹最优中制导律研究

采用冲压发动机作为远程空空导弹的动力是工程上可以选择的主要方案之一,在进行远程空空导弹中制导律研究时,充分考虑冲压发动机特性的影响十分重要.文中以使用壅塞式冲压发动机的远程空空导弹为应用背景,首次提出利用动态规划方法研究导弹的最优中制导律的方法,给出的计算实例证实了提出方法的正确性.     

便携式反坦克导弹弹道成型制导律设计

针对飞行速度快速时变的便携式反坦克导弹制导控制问题,应用最优控制原理,提出了一种考虑导弹速度快速变化的改进弹道成型制导律。采用超前滞后环节进行时变过载自动驾驶仪设计; 基于最优控制理论推导了广义弹道成型制导律和扩展弹道成型制导律,针对便携式导弹速度快速时变的特性,设计了包含时变速度信息的弹道成型制导律,并结合工程实际讨论了参数选择方法; 最后进行了仿真对比和验证。仿真结果表明,该文提出的包含时变速度信息的弹道成型制导律能够满足武器系统的近距击顶作战需求,同时能够满足导弹系统的着角、攻角、框架角、过载等约束。     

固体火箭冲压发动机进气道出口堵盖研究

简要对比了固体火箭冲压发动机不同形式进气道出口堵盖设计方案，着重对可烧蚀堵盖进行了研究，对其进行结构设计、应力分析和试验验证。结果表明，该设计方案初步满足固冲发动机对进气道出口转级控制的要求，为可烧蚀堵盖在未来先进空空导弹上的应用提供参考。     

BTT导弹利亚普诺夫制导律的工程应用

为了解决BTT导弹制导的传统难题,将利亚普诺夫方法引入BTT导弹制导律的设计中,得到卡尔曼滤波器结构,形成BTT导弹利亚普诺夫制导系统,分析了反正切方法形成的BTT导弹比例导引(PN)系统与BTT导弹增强型比例导引(APN)系统,得到了考虑驾驶仪滞后、过栽为0时奇点限制的具有更优制导性能的BTT导弹利亚普诺夫制导律.对...     

基于反馈线性化的靶弹弹道跟踪制导律设计

针对导弹靶弹的弹道跟踪精度问题,基于反馈线性化和最优控制理论设计了一种弹道跟踪制导律。首先,通过对靶弹进行受力分析,建立靶弹纵向运动非线性方程组;其次,根据反馈线性化理论的定义和充要条件,详细推导得出靶弹的精确线性化运动方程;最后,通过最优控制理论设计弹道跟踪制导指令,并在阵风干扰和不同机动飞行弹道下,与基于小扰动法和固化系数法设计的跟踪制导律进行比较。结果表明:基于反馈线性化法设计的弹道跟踪制导律具有较高的弹道跟踪精度和较低的需用过载。     

空空导弹末端控制滑模导引律研究

针对现代空战中目标大机动条件下, 末端控制(ENDGAME)段导弹和目标间的相对运动, 结合滑模控制理论设计了工程上易于实现的滑模制导律, 并进行了仿真计算。最终仿真结果证明了滑模导引律比传统的比例导引律在ENDGAME中对目标机动有更好的制导性能。     

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。     

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。     

反舰导弹末制导律三维仿真技术研究

在各种反舰导弹总体设计和打击效能评估中,末制导律的建模仿真均为一项非常重要的内容。将导弹、目标的三维运动轨迹解耦成垂直平面和水平面的运动,分别在两个正交平面上实现不同的制导律,经过运动轨迹的合成,实现了三维末制导律的仿真。给出了仿真流程和注意问题,仅通过修改仿真程序中制导律模块,即可进行不同制导律的仿真。运用该模型对比例导引制导律、一种最优制导律和一种落角约束的制导律进行了仿真。仿真结果表明,所建的模型符合实际情况,具有良好的通用性。     

超音速反舰导弹的最优末制导律研究

研究了超音速反舰导弹的末制导问题。利用伪控制变量的概念,建立了简单的描述反舰导弹与目标舰艇相对运动的状态方程。根据最优控制理论,推导了反舰导弹的最优末制导律,保证脱靶量指标和能量消耗均为最小。最后,举例进行了全弹道仿真研究,仿真结果表明了所设计的最优末制导律的有效性。     

中远程BTT防空导弹的一种修正比例导引规律

以某型防空导弹为背景,在给定的初始条件下,为使弹道需用过载分布合理,研究设计了一种适合工程应用的修正比例导引规律.运用多变量控制理论LQR方法设计的自动驾驶仪模型和实际舵机模型进行了全弹道6DOF数字仿真.结果证明:在考虑导弹纵向加速度、导弹重力和目标机动等因素下所设计的BTT-90导弹的修正比例导引规律正确合理,比修正前脱靶量明显减小,导弹跟踪性能良好,在目标机动时也能稳定击中目标。     

空空导弹三维非线性制导律的设计

空空导弹在大攻角飞行时参数呈现非线性,因此需要在非线性条件下设计制导律。对导弹-目标三维相对运动数学模型进行分析,建立了相对运动的非线性时变状态方程,采用滑模控制的方法对非线性时变状态方程进行求解,以设计三维非线性制导律,所设计制导律基于俯仰和偏航通道相互耦合的情况。对制导律进行仿真检验,结果显示目标视线角可以快速趋于稳定,该制导律可以满足导弹飞行时非线性情况。