基于混合BTT/STT控制的滑翔制导炸弹自动驾驶仪设计

研究了混合BTT/STT控制技术在大升阻比滑翔制导炸弹上的应用。根据滑翔制导炸弹的动态特性和控制需求建立了BTT控制模型,设计了BTT控制结构。为解决BTT控制在小过载指令作用下可能会产生的滚转角指令抖动现象,提出了混合BTT/STT控制方法,即在小过载指令下适时引入STT控制。对比了六自由度弹道仿真与纯BTT控制模式。仿真结果表明,混合BTT/STT控制可有效解决滚转角指令抖动问题,研究结果可为滑翔制导炸弹BTT控制系统的工程实现提供技术参考。     

BTT导弹航迹跟踪技术

研究了倾斜转弯(BTT)导弹的航迹跟踪系统,外回路采用非线性过载制导指令的方式进行制导,内回路为过载自动驾驶仪.讨论了设计方案和原理,分析了制导控制指令生成方法以及制导指令参数的算法,并与大圆航线跟踪 姿态驾驶仪的方案进行了比较.6DOF弹道仿真结果表明,采用非线性过载制导 过载自动驾驶仪的方案,能够提高导弹跟踪的响应速度,达到良好的跟踪效果,其跟踪精度明显优于大圆航线跟踪 姿态驾驶仪的系统方案.     

低速滚转末制导炮弹高原适应性改进方法研究

为解决低速滚转末制导炮弹在高原环境下的适应性问题,对低速滚转末制导炮弹在不同海拔条件下飞行特性进行研究,分析了高海拔条件的环境特性,末制导炮弹在不同海拔条件下的转速和过载变化特性,弹体增益和弹体阻尼的变化情况,提出了低速滚转末制导炮弹在高原环境下使用的改进方法,并以某低速滚转末制导炮弹为例进行了弹道仿真,验证了分析结果和改进方法的正确性,为低速滚转末制导炮弹的高原适应性设计和改进提供了参考依据.     

导弹混合BTT/STT变结构控制器设计与仿真

针对传统的侧滑转弯(STT)控制机动能力相对不高和倾斜转弯(BTT)控制在机动上有一定的时延等缺点,以空射导弹为例,将导弹的飞行过程划分为三个阶段,采用混合BTT/STT逻辑将导引头输出的过载信号转换为攻角、侧滑角和滚转角指令信号,并且分别设计了导弹俯仰-偏航通道和滚转通道滑模变结构控制器,使其能够准确跟踪给定的攻角、侧滑角、滚转角指令。为了减小变结构控制器的抖振影响,采用了将切换控制连续化的方法。最后通过仿真验证混合BTT/STT控制逻辑的可行性和变结构控制器设计的有效性。     

一种非线性方案弹道跟踪算法

为了保证飞行器对方案弹道跟踪的精确性,设计了一种输出指令为加速度值的三维非线性制导律.选择方案弹道上的点作为参考点,利用飞行器的位置及速度信息,得出一种导引飞行器跟踪曲线弹道的非线性过载制导指令.从时域角度分析了参考点的选择方法.仿真结果表明,采用非线性制导律能够保证飞行器准确跟踪设计弹道,满足高精度制导要求.     

末制导炮弹滚转控制与计算机仿真

本文用计算机数字仿真方法研究了末制导炮弹的滚转控制问题。文中对末制导炮弹滚转控制的特点作了较详细的论述;建立了末制导滚转控制系统的原理结构框图及其数学模型,运用这一模型编制了程序,在计算机上进行了仿真,得出了末制导滚转控制系统主要性能参数与滚转速率、舵偏响应随时间的变化关系。文中采用的方法和软件对研究末制导火箭的滚转控制问题也是适用的。     

BTT导弹自动驾驶仪的积分LQG控制设计

为实现BTT导弹准确跟踪指令的要求,将LQG积分多变量控制应用于BTT导弹的自动驾驶仪设计中.以某飞机型BTT导弹为例,根据其气动特点建立了俯仰独立、偏航-滚转耦合的气动模型,并分别设计了俯仰及偏航-滚转通道自动驾驶仪,对设计结果进行仿真.仿真表明所设计的自动驾驶仪能够很好地跟踪指令,且具有一定的抗噪声干扰能力.     

大空域机动滑翔弹控制方案研究

针对导弹大空域作战大机动、高过载的要求,对BTT控制技术的工程化进行了研究,提出了BTT制导方案和姿态控制方案：在导弹初始调姿段采用STT控制方式,在导引飞行段采用BTT控制方式的BTT/STT混合控制模式,并开展了工程化设计工作;以某滑翔弹为例,开展了六自由度仿真试验。仿真试验结果验证了设计方案的可行性,BTT/STT混合控制模式能够发挥两种控制方式的优点,并可实现切换过程的姿态稳定性。采用该方案的滑翔弹可以适应不同的射程范围,具有较强的弹道机动能力。     

防空导弹中末制导交班成功概率评估方法

针对雷达指令修正惯性中制导加主动寻的末制导体制下的防空导弹中末制导交班过程的评估问题,建立了防空导弹弹道交班模型和导引头交班模型,将导引方法引入弹道交班模型,确定了误差传递关系,根据导弹和目标的散布规律,给出了中末制导交班成功概率计算的解析方法,并运用蒙特卡罗仿真验证了该方法的正确性和可行性。通过仿真计算,对影响导弹中末制导交班成功概率的因素进行了分析,在保证导弹飞行速度的情况下,提高了导弹过载承受能力,改善了平台导航误差、跟踪雷达探测误差、导弹姿态误差、导弹惯导误差等的处理精度,可有效提高防空导弹中末制导交班成功概率。     

精确对地攻击姿态约束最优末制导设计

针对远程精确对地攻击姿态约束末制导问题,提出按照命中点姿态角需求设计基准弹道,并建立了围绕基准弹道的线性时变弹目运动方程。以弹道跟踪误差和控制能量最小为优化指标,取弹道跟踪误差加权阵与剩余飞行时间的平方成反比,求得了一种新的精确对地攻击姿态约束末制导律。制导指令由基准弹道补偿项和弹道跟踪误差项两部分组成。与文献[1]制导律的仿真对照表明,本文给出的制导律具有较小的需用过载,命中点姿态角控制精度高、脱靶量小、适用性好。研究结果对远程对地攻击导弹或制导炸弹末制导系统设计具有参考价值。     

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。     

基于导引原理的比例导引弹道的建立

对目前应用比较广泛的比例导引法的算法误差进行了深入研究,通过分析飞行器在自导段制导系统的工作原理,建立了基于比例导引原理的导引弹道计算公式,并对二维比例导引问题进行弹道仿真,总结了方法误差与比例导引系数和弹目速度比之间的相互关系。通过与龙格—库塔法相比较发现：本文算法的弹道精度有了进一步的提高。     

半捷联图像寻的制导系统导引信息构造方法

半捷联导引头的动力学数学模型非线性比较严重,EKF(Extended Kalman Filter)滤波不能满足高精度制导要求。本文采用UKF(Uncented Kalman Filter)滤波方法对框架角速率进行估计,同时结合弹上IMU测量得到的弹体角速率信息以及图像探测器处理得到的目标在像平面上的位置信息,构造导弹的准比例导引信息。通过仿真对比了基于EKF和UKF的框架角速度滤波估计精度,进行了基于UKF的导弹三维飞行仿真。结果表明,基于UKF滤波方法所构造的制导信息精度较高,能够满足导弹精确打击需求。     

弹体追踪制导律制导回路建模及解析分析

在考虑简化动力学的情况下，以导弹初始瞄准误差为初始小扰动，建立含有简化动力学的弹体追踪制导回路模型。在此基础上求解其解析表达式。通过对解析解进行无量纲的标准化。得出的含有简化动力学的弹体追踪制导律制导回路只存在一个设计参数。它是无量纲的未制导时间。该设计参数直接决定了弹体追踪制导律导引回路的制导精度与法向过载的大小。通过对法向过载及终点脱靶量大小的分析，给出了该设计参数的取值范围。     

制导滑翔炸弹的最优末制导律研究

以滑翔制导炸弹为背景,利用最优控制理论,结合求解状态转移矩阵的方法,推导了一种具有末端姿态角约束的最优末制导律.该末制导律保证了脱靶量和控制能量消耗最小的性能指标,适用于攻击地面固定目标.通过数字仿真,并与有末端姿态角约束的修正比例导引律进行对比.仿真结果表明该最优末制导律在满足制导精度要求下提高了末端入射角.     

基于激光制导的高速拦截制导精度分析

防空领域中存在拦截目标速度高,控制时间短等难题。基于Simulink模块仿真,搭建激光末制导回路并构造该回路的伴随系统,仿真分析了随着弹-目接近速度不断提高,激光导引头在不同响应速度条件下,导引头角速度测量误差、角速度噪声以及导引律中的角度约束等因素所引起的脱靶量随末制导时间的变化规律。结果表明,提高激光导引头的响应速度能够有效降低弹-目接近速度提高所带来的影响。若弹-目接近的马赫数达到4以上,导引头带宽至少需大于80Hz,才能使得制导精度不会随着接近速度的提高而进一步的降低。     

速度追踪制导律制导回路建模及解析分析

以导弹初始瞄准误差为初始小扰动,建立理想条件下速度追踪制导律制导回路模型,在此基础上求解其解析表达式。通过对解析解进行无量纲化分析,得出理想条件下的速度追踪制导律制导回路只存在一个设计参数,它是无量纲的末制导时间,该设计参数直接决定了速度追踪制导律的制导精度与法向过载的大小。通过对法向过载及终点脱靶量的分析,给出了该设计参数的取值范围。     

Investigation of the Guidance Law for an Image Homing Guidance System

This paper aims at a type of image homing guided missile. The guided trajectory characteristics and the initial condition of the homing guidance are analyzed by calculating the miss distance of the image guided missile. Several modified proportional navigation laws which are easy for engineering implementation are introduced.     

含落角约束打击运动目标偏置比例制导律设计

以打击地面运动目标为研究对象,提出了一种带落角约束的偏置相对比例制导律。利用弹目相对运动关系,将运动目标视为一个虚拟静止目标。进而,实际的制导指令可转化为虚拟制导指令,即相对飞行轨迹角变化速率的设计问题。再依据相对关系,采用瞬时变化及小角度假设推导得到了偏置指令项。通过要求相对飞行轨迹角速率与视线角成比例并包含一个附加偏置项,实际弹道倾角的约束控制可通过间接控制相对飞行轨迹角实现。由于所提制导方案需要剩余时间,推导得到了一种针对运动目标并考虑比例项和偏置项的剩余时间估计方法。仿真结果表明,该制导律可以对运动目标实现全向打击,并具有良好的制导性能。     

捷联寻的技术在火箭制导与控制中的应用

文中基于捷联寻的制导技术在某火箭中的应用,根据该火箭制导系统的特点,提出了该制导火箭制导控制系统的一种具体设计,并首次在常规的捷联制导中引入了平衡攻角补偿和重力补偿,结合数字仿真结果,验证了制导火箭制导控制系统原理的可行性。