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。     

基于主动螺旋变轨的三维末制导律研究

针对解决我方导弹既能够规避敌方拦截导弹又能够准确命中海面机动目标的问题,提出了一种超声速反舰导弹自寻的主动螺旋变轨的三维导引设计方案。首先建立了三者在三维空间中的运动几何关系模型;然后基于自适应变结构控制的思想采用让视线角速率跟踪给定衰减螺旋指令信号的方法使导弹在打击目标的过程中实现螺旋变轨,以逃避敌方导弹的拦截;同时选择合理的参数使弹目间视线角速率在飞行过程中趋于零,以保证我方导弹能够准确命中海面机动目标。仿真结果表明,该制导律既能够使反舰导弹进行主动螺旋变轨,在4.41S使敌方拦截弹的脱靶量达到最小值209.233 m,又能以脱靶量0.932 m的精度命中其机动舰艇。     

带末端角度约束的离散滑模制导律设计

为了提高导弹的命中精度,基于平面内弹目运动方程的离散形式,设计了一种带有角度约束的离散滑模制导律;基于李雅普诺夫理论分析了滑模制导的稳定性与可达性条件;然后将该制导律与带有角度约束的离散比例制导律进行比较,结果表明,设计的制导律更满足角度约束条件且具有更小的脱靶量,最后采用蒙特卡洛仿真验证了该制导律的普遍适用性。     

掩护攻击下从弹的导航与制导方法

针对全导式多弹头在确保射击精度与弹头密集分布条件下的作战需求,提出了一种数值导航计算和相对制导的方法。基于零视加速度理论,在自由段采用数值导航计算方法,有效地消除了惯性导航系统加速度计漂移误差对导航精度的影响,减小了弹头落点偏差。以摄动制导理论为基础,研究了从弹伴随主弹飞行的相对制导方法,设计了满足落点约束的姿态控制方程和制导关机方程,将从弹和主弹分离时刻的状态参数作为标准关机量,实时计算分离后从弹的关机量并与标准关机量进行对比,满足相对距离条件则实施关机。仿真表明:通过数值导航与相对制导方法能有效实现全导式多弹头的伴随飞行,并以较高精度命中目标,从弹掩护主弹攻击的效果较好。     

激光末制导炮弹制导误差分析

针对激光末制导炮弹受许多随机因素影响会出现脱靶的问题,对激光末制导炮弹制导误差进行分析。给 出激光末制导炮弹的工作过程,建立误差的数学模型,采用数值积分算法,定量分析制导误差对命中精度的影响, 并给出提高末制导炮弹射击精度的措施。结果表明：在射击过程中,照射误差、制导精度、目标幅员等因素会直接 影响激光末制导炮弹的命中精度。该研究可为末制导炮弹的作战使用提供理论参考。     

末敏弹引信与战斗部系统的仿真研究

引信与战斗部系统仿真是末敏弹系统总体设计中的关键环节.建立了弹目遭遇过程中的弹目运动、子弹摆动和延时估计模型,根据上述模型及弹目三维实体模型,实现了末敏弹波束扫描、目标捕获、起爆延时计算及爆炸成型弹丸战斗部起爆和命中目标过程的可视化仿真,通过仿真对子弹摆动、风等因素对探测器扫描轨迹、捕获概率及爆炸成型弹丸战斗部对目标毁...     

基于虚拟导引头的航空炸弹最优制导律研究

为消除卫星制导高度误差的影响,从而提高命中精度,卫星制导炸弹最优制导律必须满足大弹着角约束条件。文中在分析航空制导炸弹信息获取的基础上,提出并建立了卫星制导虚拟导引头数学模型;基于该虚拟导引头,研究了带有弹着角约束的最优制导律,并进行了六自由度全弹道仿真。仿真结果证明,该制导律响应速度快,弹着角性能提高约60%,具有较好的制导精度,同时制导参数设置简单,易于工程实现。     

一种导弹终端侵彻多约束最优制导方法

针对地面目标精确打击及高效毁伤的需求,提出一种满足终端位置、落角及攻角约束的最优制导方法。利用比例导引项、落角约束项及加速度约束项保证终端命中多种约束条件,并且设计制导阶次实现全程加速度指令的优化分配,保证命中目标时的加速度指令收敛为小量。通过仿真计算验证了该制导方法能够满足精度、落角及攻角等终端约束条件,同时具有更好的加速度指令特性,有利于增强导弹的精确毁伤能力。     

多约束超螺旋滑模变结构制导律

针对末制导过程中出现的加速度、落点和落角等多约束问题，研究一种多约束2阶超螺旋滑模制导律。将弹目相对运动方程转化为标准2阶系统模型，基于超螺旋(ST)算法设计2阶滑模制导律，使系统能够快速达到收敛，满足对落角的导引精度需要；采用饱和函数代替符号切换函数，消除滑模变结构算法固有的抖振问题；为解决加速度受限问题，设计带辅助系统(AS)的制导律。数字仿真结果表明，所设计的制导律能以期望的攻击角度和落角精确命中目标，与现有的1阶滑模制导律相比，收敛速度更快，制导精度更高。     

自适应非奇异快速终端二阶滑模制导律

针对打击机动目标带攻击角度约束的末制导问题,提出了一种带攻击角度约束的制导律。基于弹目相对运动模型,将攻击角度约束问题转化为终端视线角约束问题。设计了一种新型非奇异快速终端滑模面,结合改进的超螺旋算法,提出了一种自适应非奇异快速终端二阶滑模制导律。该制导律能够使弹目视线角及其角速率有限时间收敛,并设计了参数自适应律有效补偿未知扰动。通过仿真实验,验证了所提制导律能以期望攻击角度精确命中目标,且与现有制导律相比,收敛速度更快,制导精度更高,能量消耗更少。     

高炮火控系统滤波和预测问题分析

为了提高高炮火控系统的射击精度,针对高炮火控系统中的数学模型问题,对高炮火控系统中的滤波方法、预测模型进行了深入研究并对高炮射击命中概率的影响进行了简要分析。找出现行高炮火控系统中滤波方法和预测模型对机动目标命中概率低的原因。通过对机动目标(飞机)俯冲航路的特点以及被保卫目标的信息进行分析,提出一套针对飞机俯冲攻击的数学模型,有效解决了命中概率低的问题。利用靶场飞行试验航路数据对数学模型进行了验算。结果表明:该方法能减小计算高炮射击诸元的系统误差,提高对飞机未来点预测的准确性,对提高高炮火控系统的射击精度具有一定的意义。     

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。     

光电瞄具提前量解算的仿真检测模型

光电瞄具提前量是指武器命中运动目标情况下,在俯仰和方位上赋予武器命中点相对于目标现在点的提前值。瞄具提前量直接决定着武器的命中精度。介绍了校验光电瞄具提前量算法的检测模型。利用建立的仿真坐标系,推导出目标航迹的参数方程;针对典型航迹,采用多项式拟合给出合理航迹点;根据所测量的方位角、俯仰角和斜距离等坐标参数和射表,用抛物线插值法推导了俯仰和方位提前量的仿真检测模型。实验证明,用该仿真模型检测光电瞄具提前量精度的方法正确可靠,为瞄具提前量的检测提供了一种新方法。     

一种基于边缘匹配的前视红外目标识别算法

红外目标识别是影响精确制导武器命中精度的重要因素。针对因基准图与实时图存在差异导致模板匹配性能下降的问题,提出了一种基于边缘匹配的前视红外（FLIR）目标识别算法。在模板匹配的基础上,利用目标的邻域信息排除虚警,计算基于匹配代价矩阵的匹配置信度对候选匹配点进行排序,利用前面连续多帧图像的识别结果为当前帧识别提供信息,从而提高目标识别的准确性和鲁棒性。在2组不同目标类型的红外视频序列上所做的实验表明,该算法具有较好的识别性能。     

鱼雷命中精度试验方案研究

针对目前轻型智能鱼雷垂直命中精度考核难的问题,根据目前试验条件分析总结了4种考核方法,并从试验可行性和经费方面分析了每一种方法存在的优缺点。在此基础上,从试验鉴定角度出发,确定了采用单平面攻击潜艇和双平面跟踪攻击固定靶相结合的考核方法,并给出了其试验设计方法和试验评定方法,为轻型智能鱼雷命中精度考核实施提供了重要依据。     

惯性/星光制导误差分离的可观测度研究

基于捷联惯性测量组合和星敏感器的“惯性+星光”复合导航方式综合了两种导航方式的优点,可以实现组合导航的高动态和高精度。研究了惯性/星光组合制导捷联安装的系统误差模型及其可观测度分析方法,计算了在不同位置进行误差分离的系统状态可观测度,并通过数学仿真证明了该分析方法的有效性,可应用于惯性/星光制导方案在线分离惯性失准角和安装误差角的方案快速论证。     

无人攻击机垂直命中目标的末制导律研究

综合考虑电视指令制导无人攻击机的作战过程,将其末制导律设定为满足落角约束的目标跟踪问题,设计了一种基于自动驾驶仪末制导律,该方法消除了自动驾驶仪动态因素和重力等因素的影响;并通过以平行接近法作为辅助导引法来克服追踪法的缺陷;新的末制导律加自适应卡尔曼滤波,使得无人攻击机不仅可以对固定目标实施攻击也可以对低速移动目标实施攻击,且能保持无人攻击机垂直命中目标,提高作战效能。     

双三角形声学靶信息融合定位模型

采用建立的双三角形声学靶模型及信息融合算法,并根据检测到的激波信号仿真超音速弹丸着靶点坐标和速度。采用数据融合、试验标定等手段提高其测量精度。仿真结果表明,用该方法测量着靶坐标和速度具有较好效果,适合靶场射击训练等。