空间拦截系统的末制导律

研究空间拦截中导弹的脱靶量，分析影响脱靶量的因素，用非线性精确线性化理论求取非线性末制导律．     

一种基于θ-D次优控制的三维末制导律设计

最优制导律在求解Hamilton-Jacobi-Bellman(HJB)方程时十分困难。θ-D方法是一种基于State Dependent Riccati Equation(SDRE)方法的新型次优控制方法,能够获得HJB偏微分方程的近似闭环解。针对最优制导律在求解HJB方程时十分困难的问题,文章在考虑导弹自动驾驶仪动态特性和末制导的三维真实拦截情况下,建立导弹和目标的三维相对运动方程,基于θ-D次优控制方法,经状态重定义后对模型方程的伪线性化处理,得到闭环形式的θ-D三维末制导律。为验证所提出制导律的制导性能,分别针对目标不机动和机动的拦截情况进行了数值仿真。仿真结果表明,相比自适应变结构制导律,文中设计的θ-D三维闭环末制导律能克服自动驾驶仪动态延迟对制导性能的影响;对于目标作大机动逃逸的情况,其制导性能更优。     

基于扩展滑动模态控制的末制导律设计

对于三维目标拦截问题，提出了一种新的具有鲁棒性的扩展连续滑动模态末制导律。基于变结构控制理论的方法和零化弹目视线角速率的思想，选择一个合适的滑动区域代替传统变结构滑动模态的设计，同时将目标的机动加速度视为已知的有界扰动。设计得到了具有鲁棒性的三维扩展的连续滑动模态末制导律。该方法利用Lyapunov稳定理论严格证明了扩展的连续滑动模态末制导律在滑动区的可达性和渐近稳定性。该方法简单，易于理解，便于工程应用，数字仿真验证了所提出的制导律更适合拦截大机动目标。     

具有落角约束的弹道导弹再入末制导律设计

针对弹道导弹再入段带有终端落角约束的末制导问题,本文基于最新发展起来的模型预测静态规划技术,设计一种既可以精确地打击地面目标、又可以满足终端碰撞角要求的非线性次优制导律．本文针对弹道导弹打击地面静止目标和机动目标等飞行场景进行了数值仿真,仿真结果表明:采用该制导律可以使在整个再入飞行场景中控制能量较小．与其他具有落角约束的制导律相比,该制导律并没有对非线性运动模型采用线性化的假设,且其计算复杂性明显低于基于最优控制的终端角约束制导律．     

连续非线性制导律离散实现的二分寻优法

研究了非线性制导律离散实现的二分寻优法，用该方法获得的离散制导律适合于导弹在大气层外飞行。     

基于非线性Terminal滑模的动能拦截器末制导律设计

滑模制导律由于具有优越的性能而得到广泛关注,其设计的关键是滑模面的选取。传统的滑模变结构制导律通常都选择线性滑动平面,并保证系统到达该平面后跟踪误差渐近地收敛到零,在此过程中对收敛时间没有约束,因此不能满足快速性要求。针对这一问题,可以采用Terminal滑模控制策略,即在滑模面设计中引入非线性函数,使跟踪误差在有限时间内收敛到零。分析了一类非线性Terminal滑模面在应用中存在的问题,针对该问题设计了一种改进形式的非线性Terminal滑模面,并推导了系统从任意初始状态到达平衡状态所需时间的表达式。之后,针对动能拦截器末制导,基于改进方法设计了一种非线性Terminal滑模制导律,仿真结果表明,相对于传统的滑模制导律,所设计的制导律可以满足动能拦截的要求,不仅能够使系统状态在有限时间内收敛,而且脱靶量更小。     

离散自抗扰变结构末制导律设计

针对未来导弹拦截高速大机动目标高精度制导的需要,为使导弹制导系统具有良好的鲁棒性和精确性。提出了一种离散自抗扰变结构末制导律。首先利用自抗扰控制器中跟踪微分器具有的良好滤波特性,对被噪声污染的视线角速率信号进行滤波。其次通过扩张状态观测器实时估计目标加速度。最后采用了一种基于幂函数趋近律的离散变结构制导律,幂函数趋近律能够有效减弱变结构控制系统中切换函数抖动问题。因此这种离散自抗扰变结构末制导律能够有效克服量测噪声和目标加速度不确定对制导系统的影响。通过对机动目标进行仿真,结果表明该方法可以对输入噪声滤波且对目标加速度实时估计,具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。     

基于遗传算法的卫星制导炸弹次最优制导律设计

为了满足卫星制导炸弹大着地角的弹道要求,基于遗传算法进行了次最优制导律的设计.建立了卫星制导炸弹运动状态方程,在此基础上导出了次最优制导律的表示形式,确定需要讨论的参数;结合遗传算法,进行建立种群、复制、交叉、变异等操作,经过迭代得到优化参数.利用设计所得的制导律进行了卫星制导炸弹六自由度全弹道仿真,与使用比例导引律的计算进行了比较,弹着角增加了60%,效果显著.由于遗传算法对问题的种类具有鲁棒性,该方法可以应用于各种带约束条件的次最优制导律的设计.     

变轨迹制导律技术研究及发展动态

变轨迹制导律的设计是在现代空间飞行器、高超声速飞行器、导弹设计过程中的关键技术。将变轨迹制导律划分为带末端约束的末制导律及标称制导律,概述了2类变轨迹制导律的技术难点,对带末端碰撞约束角的末制导律、标称制导律的在线规划算法,以及标称制导律的轨迹跟踪方法进行了综述,并分析了其可能的研究方向。     

H∞制导律的统计性能分析

为了验证H∞制导律对于目标机动和外界干扰的鲁棒性，针对战术寻的导弹在追踪平面内的非线性运动学问题，全面分析了H∞制导律的制导性能。采用蒙特卡洛数字仿真方法，统计了导弹攻击过程的相对距离、法向／径向速度和鲁棒性能指标。统计仿真结果表明，对于目标随机机动，H∞制导律具有良好的鲁棒性。     

一类不确定非线性系统变结构自适应鲁棒控制

考虑一类不确定多变量非线性系统的鲁棒控制器设计问题，在结构摄动和外界扰动输入不确定因素的界未知情况下，提出了一类自适应鲁棒变结构控制律，这种控制律在保证系统闭环稳定的前提下在线对结构摄动和外界扰动输入不确定因素的界进行估计，方法简单、易于理解，便于工程应用。将该控制律应用于导弹末端拦截制导律设计上，得出了一种基于零化视线法向速度的具有强鲁棒性的末端导引规律。仿真验证说明所提出的方法是有效的。     

基于非线性收敛因子的Terminal滑模制导律设计

水下动能武器在末端时刻攻击目标具有作战范围小,时间短的特性。传统滑模变结构制导律通常选取线性滑动平面,收敛速度慢,对收敛时间没有约束,不能满足系统快速收敛到平衡状态。针对这一问题,提出一种改进的Terminal滑模变结构控制方法,通过引入非线性因子,使系统跟踪误差快速收敛到零,保证系统以期望的有限时间收敛到平衡状态。采用Terminal滑模面结合指数趋近律设计有限时间快速收敛制导律,该制导律即能满足系统快速性收敛要求,又能离线计算收敛时间。理论分析表明:所设计的制导律满足系统稳定性要求,并仿真验证了其快速收敛的有效性,较传统变结构制导方法收敛速度更快,具有更强的鲁棒性。     

基于模糊逻辑的现在方位导引和无干扰导引的混合导引律

在引入鱼雷导引禁区和鱼雷有利导引点的基础上,用模糊逻辑理论,提出了一种能自动实现现在方位导引和无干扰导引的混合导引律。该导引律通过两组误差信号和多目标规则库,使得鱼雷可在无干扰导引法和现在方位导引法之间自由切换,避免了传统方法需要人工切换的缺陷,所设计出的模糊导引律不受制导站、鱼雷、目标自由运动的影响,而且可以连续地适应各种工作环境     

Optimal Guidance Law to Maximize Terminal Velocity for Missiles with Impact Angle Constraint

In this paper, an optimal guidance law for missiles with impact angle and miss distance constraints is proposed to achieve the maximal terminal velocity. The normal acceleration command that includes the time-varying coefficients is introduced to satisfy the desired impact angle as well as zero miss distance according to the geometric relation and relative motion parameters between missile and target. The problem is formulated as an optimal control problem by defining the angle of velocity error and flight-path angle as state variables and maximizing a performance index of the terminal velocity. The analytical form of the proposed guidance law is obtained as the solution of the optimal control problem combining optimal control theory and numerical value computation method. Nonlinear simulations of various situations demonstrate the performance and feasibility of the proposed optimal guidance law.     

一种变系数比例导引规律

针对经典比例导引规律和最优导引规律的缺点，由蝇追逐行为得到启发，提出了变系数比例导引规律，并以某型空空导弹的大回路模型为对象，进行了大量数字仿真。仿真结果表明，文中所提出的新导引规律脱靶量小、易于工程实现。     

水动阻力随动补偿系统设计与仿真分析

针对中性浮力实验中水动阻力的补偿问题,提出了一种参数自整定模糊PI控制方法,即采用传统的PID控制与模糊控制相结合的新型控制方法。将方法应用于水动阻力补偿系统的控制闭环中,并利用MATLAB软件中的模糊控制工具箱进行了系统的辅助设计与仿真。仿真结果表明,参数自整定模糊Pl控制可改善水动阻力补偿系统的动态性能,该方法是水动阻力实时补偿的有效方法。     

A New Optimal Guidance Law For Intercepting Maneuvering Objects

0INTRODUCTION'foeophmalcontIDItheoryhasbeenusedtodesignmodemgUidancelawsforman}ryears.MajoreffOltwasdirectedtowardsthederivationofaninterceptinggeometricmodel.Ifacompleteknowledgeofthemotionoftheevaderisavailabletothepursuer,basedonthenonlinearmodelofintercephnggeometry,anoptimalgUidancelawfor...interceptingamaneuvenngevaderisd.ri..dll--4].Bythesmallangleapproximationofatrigonometricfunction,anexactnonlinearmodelistransformedintoalinearmodelinaSmallregionofstatevariablespace.Themaindra…     

多模式水位自动监测系统的设计与实现

水位监测是水利发电站安全生产的重要技术条件 ,采用多模式技术和地址关联技术进行水电站水位自动监测系统的设计 ,能够方便灵活地适应用户不同的技术要求 ,以及不同的监测环境。这两项关键技术的水位自动监测系统的特点以及组成原理 ,可完成通信控制协议的结构、水位采集站和监测分中心的软硬件结构的设计与实现