混合遗传算法求解突防制导问题

对弹道导弹中段机动突防制导问题进行了研究，提出设计了一种基于探测系统的机动规避突防方案．利用遗传算法结合单纯形法设计了在该方案下基于求解突防机动时机的一种突防制导律．建立了仿真系统，验证了该制导律的可行性．     

战术弹道导弹再入段机动弹道仿真研究

战术弹道导弹（TBM）再入机动减速是末制导系统的设计需求,为了分析机动减速对突防的影响,在现有导弹突防系统的基础上,利用目标控制法给定了升力的变化规律,建立了再入机动弹道数学模型,编制了再入段机动弹道仿真软件.仿真结果表明,系统能完成多弹道并行仿真,该机动程序满足突防仿真的要求.     

弹道导弹反动能拦截器机动突防研究

针对动能拦截器的拦截,研究了弹道导弹在大气层外作无动力飞行时的突防机动问题.分别建立了突防导弹和动能拦截器的六自由度运动学和动力学模型以及它们之间的相对运动学模型,突防弹采用了最优突防策略,拦截器采用了最优末制导,仿真得到了突防弹在正弦机动下的脱靶量,并研究分析了突防机动周期、突防机动时机等因素对突防效果的影响.     

基于仿真的导弹武器系统突防概率研究

系统分析了排队论在防御系统的突防概率计算方面的应用,指出了它的局限性和存在的问题.结合对地导弹与反导防空系统的对抗原理,提出一种基于仿真的评估方法.该方法建立了完整的导弹突防过程的计算机模型,对模型进行仿真,既可求解导弹对单一武器防空火力区域的突防概率,也可评估其在多武器组成的联合防空体系下的突防概率.     

机动导弹飞行中段突防能力分析

为分析机动飞行导弹的突防能力,提出一种简化的突防概率计算方法.利用不同的拦截制导模型,对平面机动方式产生的脱靶量进行理论分析.以高超声速巡航导弹为例,采用蒙特卡罗仿真方法计算机动飞行时的突防概率,与理论分析结果进行对比以证明方法的正确性.最后计算当拦截弹以不同射面拦截时,对机动导弹突防能力的影响.     

导弹侧向机动控制的优化设计

随着防御系统的不断完善,导弹的突防能力目前大打折扣.为了提高导弹主动规避技术的突防效果,本文在坐标转换、可控机动信号生成和控制机动一体化三方面进行了优化设计,提高了大侧偏情况下导弹的机动效果,同时导弹的过载能力得到充分发挥.数学仿真验证了算法的有效性.     

基于免疫变结构的远程地空导弹机动突防弹道

针对远程地空导弹在拦截远距离目标时,容易被敌方防御系统发现并拦截的问题,提出了基于免疫变结构的远程地空导弹机动突防弹道。该弹道根据视线角速率跟踪有界振荡信号的思想,应用滑模变结构理论,考虑中末制导交班的约束条件,设计了一种机动突防中制导律,同时应用免疫反馈原理对滑模变结构控制中出现的抖振进行抑制和补偿。仿真分析表明,提出的机动突防制导律的正确性和有效性,该制导律显著地提高了远程地空导弹的机动突防能力。     

电视指令制导导弹目标攻击中载机航迹规划研究

为提高电视指令制导导弹的命中精度,突防载机在导弹发射后必须满足导弹使用的约束条件选择航迹才能保证导弹命中目标。在分析防区外使用电视指令制导导弹进行对地精确打击时飞机航迹特点的基础上,结合飞机性能及导弹制导要求,建立了满足导弹制导约束条件下的飞机航迹规划模型;并且在传统A*算法的基础上,提出了一种改进的A*算法,该算法有效地将约束条件和航迹寻优算法有机结合在一起,提高了算法的收敛速度,更加符合航迹规划的要求。仿真表明建立的导弹制导过程中战斗机航迹规划模型和改进算法能够找到满足导弹使用的突防航迹。     

主动防御非奇异终端滑模协同制导律

由于在大气层外突防的弹道导弹机动能力很小易被导弹防御系统拦截,因此研究提高突防概率的有效手段具有重要的实用价值。提出基于主动防御方式的分阶段非奇异终端滑模协同制导律,防御导弹的制导过程分为阶段1和阶段2两个阶段。阶段1设计基于视线三角制导策略的制导律,防御导弹将自身控制在目标和拦截导弹的视线上,能有效降低防御导弹需用过载,对相对运动模型进行近似,带来的误差比较小;阶段2设计零化视线转率策略的制导律,使用更加精确的相对运动模型,避免了阶段1近似建模在制导后期带来的较大误差。仿真计算结果验证了该制导律的有效性。     

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。     

带视线角约束的多导弹有限时间协同制导律

针对多导弹在平面内从各自期望方向同时击中机动目标的问题,提出了一种带视线角约束且能打击机动目标的有限时间协同制导律。基于平面内的导弹-目标相对运动方程建立了考虑视线角约束的多导弹协同制导模型;在视线方向基于多智能体协同控制理论和积分滑模控制理论设计了多导弹分布式有限时间协同制导律,以保证所有导弹打击时刻有限时间趋于一致;在视线法向方向采用非线性干扰观测器对目标加速度在有限时间内进行估计,并基于有限时间滑模控制理论设计了带视线角约束的制导律,以保证导弹击中机动目标且其视线角有限时间内收敛到期望值。通过仿真验证了所设计的协同制导律可使多导弹从各自期望方向同时击中机动目标。     

基于非光滑控制的三维制导律设计

针对机动目标寻的制导中带有终端角度约束的制导律设计问题,提出了基于非光滑控制的制导律设计方法。首先建立了飞行器与目标的三维相对运动模型,应用非光滑控制方法,设计非线性制导律,使齐次系统满足渐近稳定和齐次度为负的条件,达到终端角度要求。其次,应用高增益观测器对制导信息进行估计,通过对观测器状态进行扩张,完成目标机动加速度的估计。最后,对所设计的制导律进行了数值仿真,校验了设计方法的有效性。     

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。     

再入飞行器高空最优制导律

研究了在降弧段进行高空机动的再入飞行器的最优制导律．采用最优控制理论推导出具有再入约束条件的高空最优制导律，给出了剩余时间的计算方法．仿真结果表明，此制导律可用于再入飞行器的高空机动飞行．     

针对机动目标的自适应滑模制导律研究

针对机动目标,推导了自适应滑模制导律,并证明了自适应滑模制导律的有效性和鲁棒性。基于某型导弹对抗机动目标进行仿真计算,仿真结果表明针对机动目标的命中精度很高。     

考虑自动驾驶仪特性的自适应模糊动态面滑模制导律设计

针对导弹拦截高机动性目标的问题,基于自适应模糊逼近策略和动态面滑模控制思想,提出了一种新型的拦截制导律。建立了考虑自动驾驶仪动态延迟特性的弹目相对运动方程,以零化视线角速率为出发点,设计了基于自适应趋近率的动态面滑模制导律,同时设计了综合视线角速率以及弹目距离的自适应模糊方法,对变结构项进行逼近。仿真结果表明,针对高机动性目标,该制导方法能够有效地去除抖振,并且具有良好的制导精度。     

基于零效脱靶量的制导估计一体化方法

为提高反临近空间高超声速目标的拦截精度,提出一种基于零效脱靶量的制导估计一体化设计方法,通过对目标拦截的制导估计问题分析,建立制导估计一体化设计的系统模型,并对具有目标机动补偿的零效脱靶量制导律进行设计。在目标状态信息可量测的条件下,零效脱靶量制导律与比例导引法相比,其制导性能略高;在目标状态信息不可量测的条件下,基于零效脱靶量的制导估计一体化设计方法对目标加速度的估计误差更小,制导精度也更高。利用该方法可以较好地跟踪目标机动,减小估计延迟对制导精度的影响,具有较高的制导精度和较强的鲁棒性。     

基于连续2阶滑模的带碰撞角约束制导律设计

针对导弹拦截移动目标的要求,将滑模干扰观测器和一种新颖的连续2阶滑模方法相结合,设计了一种满足碰撞角约束的鲁棒性制导律。将目标加速度视为干扰项,基于超扭曲算法设计2阶滑模干扰器对其进行估计;不同于广泛使用的边界层方法,该方法可以在满足控制精度的前提下有效地避免抖振问题。通过使用Lyapunuov稳态标准,给出了该闭环制导系统有限时间内稳定的严格证明。理论分析和数值仿真结果表明,所提出的方法可以满足大范围碰撞角的约束,并能取得较高的目标拦截精度。     

一种变结构自适应空间拦截导引规律设计

在假设导弹和目标的相对距离及相对速度可测的前提下,设计了一种变结构自适应空间拦截导引规律.这种导引规律只要求目标加速度的变化范围已知,对目标的加速机动以及强非线性因素的影响具有很强的适应性.通过计算机数值仿真验证了导弹与目标的相对视线角的变化率最终趋向于零,导弹与目标的相对距离也趋向于零.数值仿真验证了所设计的导引规律的正确性和有效性,为机动目标空间拦截先进导引规律的研究提供了理论参考.