再入飞行器中制导段微分对策式主动机动方法研究

针对再入飞行器滑翔中制导段的主动机动反拦截问题,提出了一种基于微分对策解析解的主动式机动反拦截制导方法。通过对博弈双方相对运动的建模分析,构建脱靶量和能量消耗相关的对策性能指标,在合理假设的基础上求解出基于微分对策理论的解析制导指令;在比例导引拦截器逆轨前置拦截的博弈场景下,基于CAV-H飞行器数学模型进行仿真校验,将所设计制导方法与无机动、正弦机动等情况进行反拦截效果的对比分析,验证该算法具有更强的机动性能,造成的最终脱靶量大、反拦截一方制导指令波动小,且算法结构简单、易于工程实现。最后,针对微分对策制导律在不同过载限制下的飞行状态进行仿真分析,认为在实际工程应用中应综合考虑飞行器能量消耗和机动反拦截效果,限定需用过载幅值,实现有效机动反拦截的同时,尽可能降低飞行器自身能量消耗。     

弹道导弹被动段拦截时间窗口建模与仿真

随着反导武器装备的发展,反导区域已经从TBM再入段延伸到整个被动段,选择恰当的拦截发射时机直接影响着被动段反导的作战效果.对拦截时间窗口进行了数学描述;分别建立了TBM被动段的弹道模型和拦截弹的弹道模型;根据攻防双方的特性,给出了计算拦截时间窗口的判断条件及算法;通过算例,计算得出了某型拦截弹拦截不同射程的TBM时所对应的拦截时间窗口,分析结果表明,当拦截弹战技指标一定时,TBM的射程与拦截时间窗口有很大关系.     

飞航导弹反拦截最优机动策略研究

基于微分对策理论，引入智能化思想，研究了反拦截机动策略的最优化问题．在拦截与反拦截关键技术分析的基础上，建立了智能化微分对策决策模型．由于求解该模型涉及复杂的两点边值问题，将智能预测引入双方对策的求解，把问题简化为单边极值问题．最后，进行了三维空间内的数字仿真，其结果初步检验了该决策模型的有效性．     

基于微分对策的弹道导弹机动突防研究

以导弹的攻防对抗为背景,基于微分对策理论对弹道导弹中段的机动突防制导律进行了研究,推导获得了双方制导律的最优解.结果表明,在弹道导弹的有限可用过载条件下,适当适时机动可以使动能拦截器产生一定终端脱靶量从而实现有效突防.     

基于微分对策的拦截末段突防导弹机动突防制导律研究

为提高弹道导弹在拦截末段机动突防性能,基于微分对策理论对三维空间中的机动突防制导律进行研究。从视线倾角和视线偏角的变化率模型出发建立拦截-突防双方的运动模型;推导了双方在拦截末段的最优制导律;在Simulink下搭建仿真平台,并选取不同参数组合进行多次仿真。仿真结果表明,本文提出的突防制导律可使脱靶量达到12m,突防效果明显。     

载机与巡航弹最优突防策略

研究了载机与巡航弹对抗拦截弹的最佳突防策略,提出了几种突防方案.针对机动变轨技术、抛射诱饵以及综合以上2种突防方案,建立数学仿真模型.采用数值仿真,比较了各种对抗与拦截飞行轨迹.基于攻防双方的数值仿真统计突防概率并对其进行比较,确定出综合采用机动变轨技术与抛射诱饵为最佳突防策略.     

具有终端约束的线性二次型微分对策制导律

主要针对具有终端碰撞角度约束的线性二次型微分对策制导问题进行研究.首先,采用终端投影法定义零效脱靶量和零效碰撞角作为新的状态变量,实现了系统降阶;然后,基于零和微分对策原理,进行制导律的推导,并对导航增益、鞍点解的存在域和理想拦截性能进行了分析;最后,分别针对目标作常值机动和方波机动2种情况对系统性能进行了仿真.结果表...     

水下微分对策协同拦截制导策略

为提高对未知目标的拦截能力,基于博弈理论,研究了一种由水下拦截器和我方舰艇协同防卫来袭目标的微分制导策略。该策略在三方对策关系基础上,结合视线指令构造协同约束,建立三方自导约束模型,以终端脱靶量和最小能量为性能指标进行协同对策制导律设计。利用伴随原理解决终端问题方法导出具有反馈控制的“零效脱靶量”,并以滚动时域法对制导参数进行实时预测。通过对可捕获条件下不同制导方式来袭目标的拦截仿真表明：在相同条件下,该制导策略弹道性能良好,不受目标机动形式的限制,具有较强的鲁棒性和稳定性。     

针对高速机动目标的三维非线性微分对策制导律

为有效拦截高超声速飞行器,提出了一种基于预测控制的三维微分对策制导律。该制导律将高速机动目标拦截末制导过程抽象为以视线角速率和燃料消耗为性能指标的零和微分对策问题,以非线性模型预测控制为框架,采用梯度下降法实时求解决策约束型有限时域微分对策,得到最优决策。该制导律能够在满足动态系统高维非线性、机动能力和燃料消耗等要求下,实现对目标的精确拦截; 在与比例导引律燃料消耗相当的情况下,具有末端弹道平直、制导精度高等优点。     

弹道导弹中段反应式机动突防规避策略

为提高弹道导弹的突防能力,对弹道导弹的最优机动突防进行研究.通过对运动模型的简化和分析,确定最优突防方向位于弹道导弹和动能拦截器位置连线的法平面内.基于攻防双方的运动模型,建立多阶段1阶微分运动方程并进行求解,得到弹道导弹最优机动突防时刻的解析表达式.分析突防策略能够承受的模型参数误差限度.为验证所得最优突防时刻和最优...     

反舰导弹末端蛇形机动突防策略分析

末端蛇形机动是反舰导弹突防的一种重要手段。利用伴随技术,得到了反舰导弹末端蛇形机动突防的稳态脱靶量解析解。分析了蛇形机动突防策略的效果,得出了反舰导弹蛇形机动的最优参数,对于末端机动策略的制定提供了理论依据。     

导弹迎击时飞机的最佳逃逸策略研究

研究了飞机在被导弹迎面攻击时的最佳逃逸策略。首先建立了弹-机追逃对抗飞行数学模型,提出了几种突防方案,即机动变轨技术、抛射诱饵以及综合这两种突防方案,通过大量飞行数值仿真直观地比较了各种突防策略,得出了飞机躲避导弹袭击的最佳策略——作非常规机动并且同时发射诱饵弹。     

HTK与战斗部反导的允许脱靶量对比分析

根据HTK拦截器和战斗部破片的反导命中条件，建立了HTK与战斗部命中目标的允许脱靶量模型，对这两种反导方式拦截不同性能导弹目标的允许脱靶量进行了对比、分析和仿真计算验证，结果表明拦截高性能的目标导弹时，HTK可比战斗部具有更易于实现的允许脱靶量需求．     

空战机动飞行轨迹生成与控制

针对依赖于标准机动动作库或者驾驶员经验的机动控制问题,提出一种基于蒙特卡罗树搜索算法生成机 动轨迹的方法,只需给定目标机动动作的初始和终止状态,通过反复搜索即可得到达成机动目标的操作序列;并设 计前馈加反馈的复合控制器来提高轨迹跟踪的效果。实验以筋斗机动为例进行验证,仿真结果表明：得到的筋斗参 考轨迹各项指标均接近职业战斗机飞行员的最佳表现;同时与传统的PID 控制器进行对比,证明了复合控制器能显 著提高筋斗轨迹的跟踪效果,为解决机动控制问题提出了一种有效的解决方案。     

空战机动飞行轨迹生成与控制

针对依赖于标准机动动作库或者驾驶员经验的机动控制问题,提出一种基于蒙特卡罗树搜索算法生成机 动轨迹的方法,只需给定目标机动动作的初始和终止状态,通过反复搜索即可得到达成机动目标的操作序列;并设 计前馈加反馈的复合控制器来提高轨迹跟踪的效果。实验以筋斗机动为例进行验证,仿真结果表明：得到的筋斗参 考轨迹各项指标均接近职业战斗机飞行员的最佳表现;同时与传统的PID 控制器进行对比,证明了复合控制器能显 著提高筋斗轨迹的跟踪效果,为解决机动控制问题提出了一种有效的解决方案。     

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.     

扩展弹道成型末制导律特性分析与应用研究

基于剩余飞行时间的指数函数构建了扩展的权函数和目标函数,引入常值机动目标,利用最优控制理论,扩展得到最优弹道成型制导律簇。针对无制导动力学滞后的制导系统,利用施瓦茨不等式,求解得到了在初始位置误差、方向误差、目标常值机动及终端落角约束作用下的制导律加速度指令解析解。分析指出,当罚函数中剩余飞行时间的指数大于0时,加速度指令在弹道末端趋近于0.利用无量纲化方法和伴随法,研究了含有一阶动力学滞后的制导系统在初始方向误差和终端落角约束作用下的无量纲位置和角度脱靶量特性。结果表明:当末导时间为制导系统动力学滞后时间常数的15倍左右时,落角约束、初始方向误差引起的位置和角度脱靶量均趋近于0;且初始方向误差角和终端落角方向相反时的位置和角度脱靶量要小于二者同号时的情况。     

基于目标机动预估的空空导弹可发射区建模及仿真分析

为适应空战中目标逃逸机动的剧烈态势变化,提出了基于目标机动预估的空空导弹可发射区问题,并进行了概念定义; 设计了机动预估模型,根据导弹与目标的相对方位信息,从战术层面对目标逃逸机动方式进行一步预估; 基于多种实际约束,建立了导弹、目标和相对运动模型; 针对黄金分割法在对可发射区解算时存在搜索范围不完备的问题,提出了初始搜索空间自适应动态修正的改进办法; 利用改进的黄金分割搜索策略,实现对可发射区边界值的快速精确搜索。仿真结果表明,基于目标机动预估的可发射区简化了不可逃逸问题的搜索时间,扩大了导弹的攻击范围,有利于导弹战术使用性能的充分发挥。