引信战斗部一体化设计的基础理论

文中首先提出了引信战斗部一体化设计的基本概念,然后分析了引信战斗部一体化设计的基础理论,包括弹目交会、战斗部、引信、目标特性等构成要素,最后研究了引信战斗部一体化设计的数学描述,指出引信战斗部一体化设计实质上是一个多维优化设计问题.     

引信战斗部一体化设计的数学模型

引信战斗部一体化设计是一个多维优化设计问题。文中根据引信战斗部一体化设计的分析流程以及各设计变量的关系,提出了目标拦截点、破片动态飞散特性、命中目标破片数的分析方法,建立了引信战斗部一体化设计的数学模型,为引信战斗部系统的总体优化设计奠定了基础。     

国外防空导弹近炸引信主要关键技术和引信与导引头一体化设计分析

该文论述了国外防空导弹近炸引信体制和主要关键技术,剖析国外新一代防空导弹引信与导引头一体化设计的特点和技术途径,提出了防空导弹近炸引信技术的发展趋势。     

基于制导引信一体化的自适应起爆控制

引信与导引头一体化( GIF)设计是提高引战配合效率的有效途径.结合一般雷达导引头,首先介绍一种波控引信与硬件一体化引信进行设计,提出一体化引信起爆控制的逻辑算法流程;然后建立基于GIF信息条件下和基于引信自身信息条件下的两种弹目交会模型,并推导了最佳起爆角、起爆延时的数学表达式;最后分析计算几种弹目交会条件下,多普勒...     

基于卡尔曼滤波的一体化引信与定向战斗部配合

引信与导引头一体化设计是提高引战配合效率的有效途径。基于改进后的去偏转换测量自适应卡尔曼滤波算法,把定向战斗部中心破片飞向角与弹目视线角之差作为起爆控制量,实现了一体化引信全公式化定向起爆控制。该算法将球坐标系中的测量信息转换到直角坐标系下,消除偏差后进行自适应滤波。利用前两点测量值,建立了滤波初始状态。仿真结果表明,该滤波算法参数估计精度很高,能提高引战配合效率。     

交会末段制导引信一体化系统射频成像目标轮廓重构方法

目标实时精确识别与定位是实现制导引信一体化(GIF)技术的关键,对提高弹药末制导及起爆控制精度具有决定性的意义。以射频成像GIF体制为对象,基于射频成像原理及目标特性,结合计算几何和统计学原理,针对交会末段提出了一种目标轮廓重构方法。该方法通过灰度映射变换,提取仅包含目标信息的灰度值,显著降低了数据量,同时增强了图像对比度;在阈值分割、角点提取的基础上,应用统计学剔除异常值的方法滤除背景噪声并抑制目标边界干扰;利用凸壳技术实现目标轮廓重构,得到可以完全覆盖目标区域的最优凸多边形作为目标轮廓。理论分析和仿真结果表明,该方法时间复杂度低,实时性好,可实现目标的精确识别与定位。     

基于自适应拦截制导律的多目标分配准则

针对空间多目标任务分配和拦截导引问题,以顺逆轨自适应拦截制导律为基础,对 OTPN 的多目标分配策略进行研究,建立了以拦截任务等级序列准则为核心的多目标分配及拦截导引参数配置方法,并进行了多目标拦截数值仿真.仿真结果表明:该方法简单易行,反应灵活,计算量小,解决了以往多对多拦截中只能基于单一拦截模式的不足,在保证最大的拦截成功率的同时可充分发挥顺、逆轨拦截模式的优势并具有灵活的应变调整能力,可以满足多对多拦截中目标分配和拦截效果达成的需求.     

引制一体化与可瞄准战斗部配合技术研究

为了实现可瞄准战斗部对目标的高效毁伤,根据引制一体化技术与可瞄准战斗部配合的交会模型,分别给出了侧向攻击和前向拦截目标的导弹单发杀伤概率计算公式。基于蒙特卡洛法,通过数值仿真确定了可瞄准战斗部前向拦截目标的破片最佳扩散半径,分别研究了弹目相对速度和导弹脱靶量对杀伤概率的影响,根据研究结果提出了可瞄准战斗部侧向攻击或前向拦截目标的优先选用条件：在弹目相对速度v_r≥1 700 m/s、导弹脱靶量ρ≤2.5 m或v_r≥3 000 m/s、ρ≤4 m时,优先选用前向拦截;在v_r<1 700 m/s、ρ>2.5 m或v_r<3 000 m/s、ρ>4 m时,优先选用侧向攻击。为了实现可瞄准战斗部对目标的高效毁伤,根据引制一体化技术与可瞄准战斗部配合的交会模型,分别给出了侧向攻击和前向拦截目标的导弹单发杀伤概率计算公式。基于蒙特卡洛法,通过数值仿真确定了可瞄准战斗部前向拦截目标的破片最佳扩散半径,分别研究了弹目相对速度和导弹脱靶量对杀伤概率的影响,根据研究结果提出了可瞄准战斗部侧向攻击或前向拦截目标的优先选用条件：在弹目相对速度v_r≥1 700 m/s、导弹脱靶量ρ≤2.5 m或v_r≥3 000 m/s、ρ≤4 m时,优先选用前向拦截;在v_r<1 700 m/s、ρ>2.5 m或v_r<3 000 m/s、ρ>4 m时,优先选用侧向攻击。为引制一体化技术和可瞄准战斗部的工程设计与应用提供了一定的参考。     

考虑建模误差的拦截弹制导控制一体化设计

针对拦截弹末段的制导控制问题,改善已有建模结果,采用智能控制方法设计一体化控制律。考虑近似线性化和忽略耦合因素引起的建模误差,采用模型误差补偿改进拦截弹动力学模型;结合弹目相对运动非线性模型,建立面向拦截弹末段的制导控制一体化(IGC)模型。对此非匹配型非线性系统,利用自适应动态面控制方法进行控制器设计,不仅消除系统非匹配不确定性对系统性能的影响,同时避免了传统反演法的微分膨胀问题,得到控制目标与执行机构指令之间的直接关系。通过与忽略建模误差的IGC 拦截仿真比较,实验结果表明本文IGC 控制效果的优越性。     

多飞行器协同拦截目标分配算法及制导律研究综述

综述了多飞行器协同拦截作战的主要研究成果和国内外发展现状,着重介绍了目标分配算法和协同制导律设计。针对武器-目标分配问题,重点比较了不同启发式优化算法的特点,其中遗传算法对优化问题的求解适应范围更广,但搜索效率较低;粒子群算法效率相对较高,且可以采用实数编码,因此更方便投入实际作战应用。在协同拦截制导律设计方面,按照约束条件的不同,将其分为拦截时间约束、拦截角度约束和混合约束三种。结合典型研究成果,总结了几种常用的制导律设计方法,包括反步法、滑模控制、最优控制等,并对该研究领域的重点发展方向进行了展望。     

基于自适应神经网络的导弹制导与控制一体化反演设计

为使导弹具有更小的脱靶量和更快的响应时间,研究了导弹俯仰通道的制导与控制一体化设计问题。由于导弹和目标的相对运动方程以及导弹自身运动方程通常是在不同的坐标系下建立的,因此,制导与控制的一体化模型很难建立。此外,在导弹飞行过程中,很难获得全弹道的精确导弹气动参数,这使得控制器的设计也很困难。本文首先建立了一种较为合适的、紧凑的一体化模型,并进一步将其化为具有一般形式的含不确定量的级联系统。采用反演控制设计方法,保证了系统全部状态的稳定性。然后,设计了一体化自适应神经网络控制器,神经网络用来在线逼近系统中由于导弹气动参数摄动引起的匹配和非匹配不确定量。仿真结果表明了这种导弹制导与控制一体化设计方案的有效性。     

基于相控阵天线的引信与导引头一体化设计

基于共用平面相控阵天线进行了引信与导引头一体化设计,给出了功能方框图.为解决近距目标角闪烁效应问题,进行了改进设计.推导了计算目标脱靶方位、定向战斗部动态杀伤区的数学表达式.将定向战斗部中心破片飞向角与弹目视线角之差作为起爆控制量,提出了一种新的引战配合方法,并进行了实例分析.结果表明,一体化引信与导引头能够完成...     

基于制导一体化设计实现大入射角攻击目标的技术研究

考虑到导弹弹体和控制回路的特性，结合比例导引规律，得到了一种便于工程实施的综合制导律．该制导律改善了制导性能，通过平衡舵偏补偿技术，实现了高精度、大入射角攻击目标的功能．数学仿真结果显示了该方法的有效性．     

基于自适应滑模控制的导弹制导与控制一体化反演设计

为使导弹在末制导阶段具有更小的脱靶量和更快的响应时间,研究了导弹俯仰通道的制导与控制一体化设计问题.建立了一种较为合适的一体化模型,并将其化为了具有一般形式的含不确定量的级联系统.运用反演设计方法保证了系统全部状态的稳定性,然后,为消除不确定量和外部扰动,设计了一体化自适应滑模控制器.仿真结果表明,该一体化设计方法能有效地提高导弹的制导性能.     

基于制导一体化设计实现大入射角攻击目标的技术研究

考虑到导弹弹体和控制回路的特性,结合比例导引规律,得到了一种便于工程实施的综合制导律.该制导律改善了制导性能,通过平衡舵偏补偿技术,实现了高精度、大入射角攻击目标的功能.数学仿真结果显示了该方法的有效性.     

带落角约束的导弹制导与控制一体化设计

对带有落角约束的导弹制导与控制一体化设计进行了研究。首先建立了俯仰通道的制导与控制一体化模型,利用自适应RBF神经网络对干扰进行在线估计,运用反演递推方法和滑模控制的方法设计了控制器,并且分析了闭环系统的稳定性。数字仿真表明所设计的控制器满足导弹打击精度和落角限制要求。     

基于虚拟目标和滑模制导律的程控弹道设计方法

基于空空导弹程控弹发射试验目的,提出一种基于虚拟目标和滑模制导律的设计程控弹道设计方法。选择鲁棒性较强的滑模制导律,既实现了程控弹发射试验的考核目标,又初步闭合了制导系统。仿真结果表明：该方法可以有效实现弹道的程序控制,程控结束时弹道倾角、弹体攻角等满足要求。     

基于自适应模糊滑模的复合控制导弹制导控制一体化反演设计

针对姿控式直接力/气动力复合控制导弹,提出一种基于滑模反演控制的制导控制一体化控制律。通过引入指令滤波器,避免了传统反演设计存在的计算膨胀问题;设计自适应模糊逼近器对系统不确定函数进行逼近,并构造误差滑模面来补偿模糊逼近误差及有界干扰对系统的影响,通过在线自适应调整控制律参数实现系统的鲁棒性。具体的数值算例仿真计算表明：在目标机动的情况下,所设计的一体化制导控制系统具有较强的抗干扰能力,在保证系统稳定的同时可达到满意的制导控制效果。     

基于JSBSim的通用空中目标机动仿真模型设计及实现

为解决空空导弹试验鉴定数字仿真中目标模型机动样式少、可扩展性差的问题,本文开展了六自由度空中目标机动仿真模型的设计和实现.设计了不同目标机动方式下的法向过载、切向过载、滚转角过载控制律模型;设计了从三个通道过载解算飞机升降舵、副翼及油门杆操纵指令之间关系的控制模型;基于开源、开放的飞行动力学模型框架JSBSim开展目标...