基于粒子滤波的制导信息提取算法研究

针对当前精确制导面临的制导信息缺乏问题,提出了基于粒子滤波算法的制导信息提取算法研究。粒子滤波算法作为一种基于贝叶斯估计的非线性滤波算法,在处理非高斯非线性时变系统的参数估计和状态滤波问题方面有独到的优势。文中以弹目相对运动方程作为系统的状态方程,目标的机动模型采用Singer模型,以导引头的输出数据作为系统的量测,利用粒子滤波算法进行弹目相对运动状态估计,从而求解得到视线角速率等制导信息。仿真结果表明了,基于粒子滤波算法的制导信息提取能够有效的提取出制导信息,具有较高的制导精度,满足制导控制系统对于状态估计性能要求。     

滚仰式捷联导引头视线角速度提取技术研究

滚仰式捷联导引头具有很好的应用前景,但在过顶跟踪时提取稳定的视线角速度问题一直没有妥善的解决方法。提出一种利用导引头提供的失调角、框架角及框架角速度等信息构建"虚拟偏仰式导引头"的方法,设计Kalman滤波器对目标垂直视线运动信息进行估计,进而间接提取出视线角速度信息,用于产生制导指令。仿真结果表明,在过顶跟踪时该方法能有效抑制视线角速度抖动,视线角速度精度显著提高。     

空空导弹舵机性能分析方法

文中主要从导弹自动驾驶仪设计的角度出发,讨论舵机的性能分析方法。推导了导弹对舵偏角与舵偏角速度的需求;从舵机实物测试数据中提取信息,大致了解舵机的性能,进一步判断舵机系统是否满足使用要求,并尝试建立较为准确的舵机线性化仿真模型;通过对舵机非线性环节的分析,给出了消除或减弱非线性环节影响的措施,这为自动驾驶仪设计提供了有效的数据支持。仿真结果表明所采用的分析方法与措施是有效的。     

导引头隔离度对制导系统影响研究

为分析隔离度对制导系统的影响,提出了隔离度引起的寄生耦合问题。首先建立了制导回路数学模型,讨论了寄生耦合的产生机理。接着,基于归一化方法和劳斯判据,提出了耦合回路的稳定性约束,研究了隔离度对制导回路稳定性的影响。最后选取典型参数,分析了寄生耦合效应的存在,改变了制导系统的响应特性。研究结果表明,为保证快响应寻的制导系统的性能最优,必须进行制导系统的匹配性设计。     

三回路过载驾驶仪的快速性极限分析

文中研究了战术导弹上广泛应用的三回路过载驾驶仪的快速性极限问题。首先从自动驾驶仪数学模型出发,建立了闭环极点与系统带宽的关系,提出了理想响应下闭环极点配置的共圆准则,然后从系统频带设计及闭环零、极点分布的角度,分别分析了高频部件带宽、舵机角速率限制以及闭环零点对于系统快速性的约束,从而建立了自动驾驶仪快速性极限的数学描述,并通过驾驶仪设计实例验证了结论的正确性。     

基于有限时间控制方法的三维空间导弹制导律设计

针对三维空间导弹拦截机动目标问题,提出了一种基于有限时间反馈控制方法的新型制导律。该制导律将目标加速度视作制导系统的外部有界扰动,并引入切换函数来抑制系统扰动,经过严格的理论分析证明视线角速率能够在有限时间收敛到零。数值仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于广义最小二乘法的空空导弹幅值滤波器设计方法

空空导弹在飞行的过程中,由于弹体弹性模态时变特性而引起幅值滤波器参数无法预先精确设置,导致滤波器滤波效果减弱。针对这一问题,本文首先建立了空空导弹的纵向刚体和弹性体混合数学模型,在此基础上,借鉴最小二乘法在线估计弹性模态参数的方法,提出了广义最小二乘法在线估计的改进措施,解决了弹体弹性模态求解过程中由于扰动等因素带来的有色噪声干扰问题。同时,在控制系统结构中引入振荡模态角频率反馈模块,实时修正滤波器中心频率,提高了滤波效果。通过六自由度仿真算例验证该方法的可行性。     

H_∞控制理论在空空导弹自动驾驶仪设计中的应用

目前在空空导弹自动驾驶仪的设计中 ,多采用经典设计方法 ,自动驾驶仪结构为传统的结构形式。这种设计方法物理概念明确 ,在弹体模型参数摄动不大的情况下 ,能够获得满意的性能。新一代空空导弹为了满足高机动性的要求 ,常采用大攻角飞行策略 ,由于通道间耦合和气动力非线性的缘故 ,一般难以建立较为准确的数学模型 ,因此要求其自动驾驶仪具有更好的鲁棒性。本文用H∞ 控制理论 ,对某型空空导弹的自动驾驶仪进行了设计。与传统的设计方法比较 ,采用H∞ 控制理论设计的自动驾驶仪具有更好的鲁棒稳定性能。     

越肩发射式空空导弹初始转弯段研究

对不同导引规律、发射方式、动力系统对初始转弯段的影响进行了分析,得到相关结论,并建立了导弹模型,通过数字仿真结果验证了该结论.得到的相关结论可用于越肩发射式空空导弹系统设计.     

位标器干扰力矩的分析与自适应补偿

干扰力矩做为影响导引头隔离度的重要参数,对制导系统产生了重要影响,在快响应制导系统设计中,要求尽可能降低干扰力矩的影响。针对干扰力矩的非线性、非定常特性,位标器稳定平台建模误差以及制导回路约束,提出干扰力矩自适应补偿控制方法。设计思路为:由制导精度分析,得到隔离度的频带约束;通过状态滤波及制导指令中引入非破坏性抖动信号,估计干扰力矩的主导项:滚动摩擦力矩;然后,运用带通滤波、状态反馈方法补偿非期望的干扰力矩。仿真结果表明:在参数摄动条件下,滚动摩擦力矩系数估值精度、快速性满足要求;提出的自适应补偿设计方法更贴近工程实际,能够用于解决寄生耦合影响严重的问题。