基于观测器的滑模制导律

为考虑拦截导弹控制回路动态,所设计的滑模制导律在实际应用中往往涉及到不可量测的反馈状态变量和不确定性的内部参数等问题。采用自适应控制和观测方法,给出了一种基于观测器的自适应滑模制导律,观测器主要用于实现对系统状态,如视线角速度的高阶导数和有界不确定项,如相对运动速度的高阶导数等的在线估计,从而满足实际情形下的可执行性要求。制导律推导中考虑到了拦截导弹具有一阶机动动态的情形,且该方法也可以推广到具有高阶机动动态下的设计。非线性系统仿真表明,相比于传统的比例导引和滑模制导律,该制导律在足够的机动性能下,不仅可以实现对机动目标的碰撞拦截,且具有较强的机动性能和拦截性能优势,同时仿真结果也表明了所设计的观测器的有效性。     

三维非线性鲁棒制导律

建立了球坐标系下的三维导弹与目标相对运动模型,基于Lyapunov方法和输入状态稳定性(ISS)分析,设计了非线性三维鲁棒制导律,不需要估计目标加速度,实现了对机动目标的扰动抑制跟踪,并且比传统的比例制导律在拦截时间及鲁棒性方面具有优势。仿真结果表明,对于目标作复杂的大机动逃逸运动,仍然能够取得较好的跟踪性能和鲁棒性。     

基于状态观测器的变结构末制导律设计

本文针对仅有相对距离和视线角可测的导弹,设计了一种基于状态估计的变结构末制导律.将非线性项和目标机动视为新的状态变量实现对原相对运动方程进行的扩张,设计扩张状态观测器实现对不可测的相对距离变化率和视线角变化率的估计.基于扩张观测器的估计值,利用变结构控制理论设计了保证切向速度趋向于零的末制导律,从而实现导弹直接命中目标,并从理论上对制导回路的稳定性进行了证明.最后进行了数学仿真,仿真结果表明在设计的制导律脱靶量较小,验证了扩张观测器和制导律的可行性.     

一种电视制导无人机大落角对地攻击末制导律

针对电视制导无人攻击机对地面运动目标进行攻击的问题,提出了一种带落角约束的自适应滑模变结构末制导律.该制导律通过引入基于弹目视线角速度的反馈、弹目视线角与期望落角之差的反馈及变结构项实施控制;通过合理调整三者的比例关系,可以满足制导精度和落角的双重要求.仿真实验结果表明,该制导律对地面运动目标的速率变化具有较强的鲁棒性...     

基于动态逆的反舰巡航导弹三维末制导律设计

考虑到导弹-目标追逃模型中存在的非线性和不确定性等特点,首先建立在三维坐标系下的反舰巡航导弹-目标的相对运动方程,采用基于零化导弹目标视线角速率的思想,同时把目标机动看成一类有界干扰,应用动态逆方法设计了一种三维末制导律,这种控制方法可以很好地解决系统中存在的强的非线性和不确性因素。仿真结果表明该制导律能够打击机动目标且脱靶量较小,具有较强的鲁棒性。     

拦截大机动目标的三维智能制导律设计

为解决大机动目标拦截过程中加速度信息难以预测的问题,利用自适应RBF神经网络和反步滑模控制技术提出一种新型三维智能制导律。首先,基于零化视线角速率的思想,建立了拦截机动目标的三维制导模型,并结合反步滑模算法设计了有限时间制导律;然后,将目标加速度信息视为控制系统的不确定性,采用RBF神经网络对其进行在线估计和补偿,同时设计自适应切换增益以抑制控制系统抖振;最终,基于Lyapunov直接法证明了整个闭环控制系统的稳定性,并通过对比仿真验证了所提三维制导律的有效性和优越性。     

大气层内拦截机动目标的变结构末制导律设计

针对大气层内的机动战术弹道导弹拦截,提出了一种具有强鲁棒性的变结构末制导律.首先,在纵向平面内建立了导弹与目标相对运动的非线性模型;然后根据预测导引的原理推导了制导方程,并选取制导误差作为滑动模态,将目标机动量视为扰动量,设计一种能够拦截螺旋机动目标的变结构末制导律,并通过Lyapunov稳定性定理确定变结构制导参数的范围.最后,通过与比例导引律进行仿真比较,结果表明该制导律对螺旋机动弹道目标具有较强的鲁棒性,且制导精度较高,验证了制导律的正确性和有效性.     

基于零控脱靶量的滑模变结构末制导律设计

针对机动目标, 采用滑模变结构方法, 设计了一种基于零控脱靶量的末制导律。首先, 根据弹目运动方程建立了系统模型; 其次, 选取零控脱靶量作为滑模切换面, 利用指数趋近律和模糊控制法推导了俯仰通道的末制导律; 最后, 对蛇形机动目标进行了弹道仿真, 验证了所设计制导律的可行性和有效性。另外, 仿真结果还表明, 在解决滑模制导律中的颤振问题、缩短剩余飞行时间等方面, 加入模糊控制环节的方法比用饱和函数代替符号函数的方法更加行之有效, 具有更强的鲁棒性。     

基于俯冲攻击的导弹先进制导律研究

为了能有效打击各种干扰目标,根据现代战场中各种干扰样式及其干扰途径,本文分析了经典制导律在对付干扰目标时的缺点;根据俯冲能规避干扰目标的方案和先进制导律的优点,分析了先进制导律在对付干扰目标的优点;最终,实现运用先进制导律有效攻击干扰目标的目的.     

基于神经网络的导弹变结构制导律

导弹的打击精度容易受干扰的影响.针对这些未知干扰的存在,利用RBF神经网络具有自学习的能力,并结合变结构控制方法的鲁棒性,提出了一种基于RBF神经网络的滑模变结构控制的导弹制导律.利用RBF神经网络对干扰进行在线估计,克服了未知干扰对制导精度的不利影响,并且分析了闭环系统的稳定性.仿真结果表明,RBF神经网络能够很好地估计出干扰,所设计的制导律能够不受干扰的影响,从而快速精确地打击到目标,验证了该制导律的有效性和鲁棒性.     

预见学习的微分对策导引律研究

根据日益复杂的空战格局以及基于微分对策理论设计的空空导弹导引律所存在的缺陷与不足,提出了基于预见学习算法的微分对策导引律改进方案.首先讨论了微分对策导引律的缺陷,并针对其不足研究了基于最优控制理论的预见学习方法;其次设计了基于CMAC(小脑关节模型)的预见学习运算过程,将其应用于空空导弹预见逃逸目标的未来逃逸轨迹,并令导弹据此进行最优决策实现预见学习制导;最后根据逃逸目标飞行轨迹的恶意性突防程度,总结专家经验,将预见学习与微分对策相结合实现优势互补,形成了基于预见学习的微分对策导引律.其仿真结果较经典导引律有明显的优势,能以较小的控制量、较短的拦截时间获得很小的脱靶量,尤其适合拦截具有大机动恶意突防行为的目标.     

小天体撞击末段脉冲比例制导律研究

考虑到机动时机的选取以及最终撞击的精度,针对小天体高速撞击任务的特点,设计了一种脉冲比例制导的末段制导律.该制导律引入点位误差椭圆来描述导航精度,并基于深空撞击器离.散脉冲控制力的特点,以零控脱靶量落入误差椭圆的范围来控制轨控发动机的开关.通过严格的蒙特卡罗仿真表明,该制导律在节省燃料的同时,可以提高最终的撞击精度.     

一种变结构垂直俯冲攻击制导律

针对空地导弹垂直俯冲攻击的要求,建立导弹-目标运动模型,设计了一种对脱靶量和终端攻击角度约束的变结构制导律.运用自适应滑模趋近律,将目标机动视为干扰,并采用准滑动模态控制削弱了抖振的影响.所得制导律形式简单、实用,且克服了被动寻的导弹不能测量弹-目相对距离变化率的约束.分析了4个制导参数对制导效果的影响,为制导参数的选...     

差分吸收激光雷达通道几何因子修正方法

差分吸收激光雷达中二个接收通道的几何因子是不完全相同的,这会导致反演出的污染物浓度在近距离范围内存在一定的偏差.在分析激光雷达通道几何因子形成的基础上,提出用通道几何因子比来修正上述偏差,并给出了通道几何因子比的测量新方法.实验结果表明,这一修正方法是可靠的,实用的.     

拦截机动目标的模糊变结构导引律

为提高末制导段导弹制导系统对目标机动的鲁棒性, 基于变结构控制理论设计了一种模糊变结构末导引律。首先, 利用变结构控制理论推导了一种变结构末导引律; 其次, 为削弱变结构末导引律的抖振, 增强导引律鲁棒性能, 通过多次仿真计算, 找到目标不同机动情况下的理想导引律参数, 再基于模糊控制理论, 根据加速度的估计值调整变结构导引律参数; 最后, 将所设计的模糊变结构末导引律与传统变结构导引律、比例导引律进行仿真对比, 结果表明, 模糊变结构导引律对目标机动具有较强鲁棒性。     

基于航路点的高超声速飞行器预测校正制导律设计

针对高超声速飞行器再入制导多约束、不确定性问题,结合预测-校正制导和标准航迹制导的优点,提出基于航路点规划的预测-校正制导方式,推导出精确的制导模型和制导原理。针对制导模型参数的动态性能,改进了数值预测算法,并基于二次型最优性能指标设计了预测-校正制导律,给出了制导指令数值方法的解析解,符合高超声速制导的实时性要求。将姿态控制回路近似描述成二阶系统,基于已规划航路进行了仿真验证,仿真结果表明,该方法对初始误差不敏感,具有较高的精度和较强的鲁棒性。     

一种自适应双滑模制导律研究

根据导弹-目标追逃问题的相对运动学关系,基于反演思想设计了双滑模变结构导引律,运用自适应方法实现对制导系统参数不确定性和目标机动的估计,该导引律能够保证导弹在击中运动目标的同时满足期望落角;然后运用Lyapunov稳定性理论分析了该制导律进入平衡状态的充分条件.仿真结果表明了该设计方法的有效性.     

一种增大空地导弹落角的新制导律

为发挥空地导弹侵彻战斗部的威力,提高目标毁伤效果,引入了一种新制导律"弹道成型"制导律,对导弹的末端落角进行约束。通过与比例导引和过重力补偿比例导引进行对比,建立数学模型,进行数字仿真,分析了新制导律在增大导弹落角方面的优点。仿真结果表明,在较低的平飞弹道约束条件下及过载要求范围内,"弹道成型"制导律能以期望的落角命中固定或机动的目标,具有较大的工程实际应用价值。