复合控制拦截弹的稳定控制系统数学模型的建立

建立了燃气动力/空气动力复合控制拦截弹的稳定控制系统数学模型.首先,给出了复合控制拦截弹弹体的数学模型,然后提出复合控制拦截弹的稳定控制系统结构,最后推导出复合控制拦截弹的稳定控制系统的传递函数,并从理论上分析了复合控制拦截弹的稳定控制系统时间常数小于仅采用空气动力控制拦截弹的稳定控制系统时间常数.     

直接力/气动力复合控制拦截弹的飞行控制系统设计

推导了气动力与力矩式直接力复合控制拦截弹弹体的数学模型，用气动力控制与直接力控制并行的方式初步设计了拦截弹的飞行控制系统．最后推导出复合控制拦截弹的飞行控制系统的传递函数，并分析了拦截弹分别采用复合控制和空气动力控制时的飞行控制系统时间常数。在此基础上进行拦截弹末制导精度的仿真．验证了复合控制方式比气动力控制更为有效。     

燃气动力／空气动力复合控制拦截弹的制导精度研究

燃气动力／空气动力的复合控制方式是当今世界大气层内拦截弹的发展方向之一。复合控制技术的分析研究是当前急需解决的重要问题。在考虑目标机动加速度大小、目标机动时刻以及目标角闪烁的条件下，确定了拦截弹的控制方式由空气动力切换到复合控制时的切换时间，并研究了单纯空气动力控制改为空气动力与力矩燃气动力的复合控制而进行其末制导精度的变化。     

燃气动力/空气动力复合控制拦截弹的制导精度研究

燃气动力/空气动力的复合控制方式是当今世界大气层内拦截弹的发展方向之一.复合控制技术的分析研究是当前急需解决的重要问题.在考虑目标机动加速度大小、目标机动时刻以及目标角闪烁的条件下,确定了拦截弹的控制方式由空气动力切换到复合控制时的切换时间,并研究了单纯空气动力控制改为空气动力与力矩燃气动力的复合控制而进行其末制导精度的变化.     

大气层内拦截战术弹道导弹末端控制研究

未来战争是高技术战争,随着战术弹道导弹(TBM)及其技术的发展,TBM已成为现代战争中的核心武器,与此同时TBM的使用也给防空系统构成了严重的威胁,所以有效地拦截TBM已成为现代防空作战的重要任务之一。TBM具有高速大机动的特点,因此拦截弹在末制导段的精确制导及复合控制是保证拦截弹最终完成摧毁效果的关键。本文总结了拦截弹末制导的情况,以国外9M96E导弹为原型建立了拦截弹数学模型,设计了直接力/气动力复合控制系统,最后对拦截弹末制导段进行了仿真,结果表明所设计的制导控制系统具有很强的自适应性和鲁棒性,制导精度满足要求。     

先进防空导弹直接力/气动カ复合控制关键技术分析

对比分析了国外已研制成功的直接力与气动力复合控制拦截弹；定性分析了直接侧向过载控制和力矩直接力控制的优缺点；探讨了复合控制拦截弹在末制导阶段是否需要滚转及转速对制导精度的影响；确定了复合控制的切换时间；推导出拦截弹所需要的脉冲发动机数量的公式，并对其详细讨论。     

防空导弹直接力和气动力复合控制方法

直接力和气动力复合控制是防空导弹对付高速机动目标、兼有反导能力以及发展为动能拦截弹的最现实有效的技术途径。文中对复合控制方法进行了综述,介绍了轨控方式和姿控方式两种典型的复合控制方法,分析了复合控制方法的优越性,并针对姿控式复合控制方法总结分析了其中主要关键技术及当今两种主流的复合控制系统设计方法,最后从工程应用的角度提出复合控制研究中需进一步解决的关键技术问题。     

临近空间防御作战拦截弹制导与控制关键技术综述

为满足临近空间高超声速目标防御作战需求,聚焦拦截弹超远程超高速拦截制导和控制关键技术,对"中制导"、"中末制导交接班"、"末制导"、"直接力/气动力复合控制"以及"多拦截弹协同拦截"等五个方面的研究进展进行综述,围绕"基于区域分割的多拦截弹协同弹道生成"、"基于分布式优化的多拦截弹协同弹道修正"以及"多拦截弹协同末制导...     

空基动能拦截弹制导控制系统建模与仿真

为研究用于弹道导弹助推段拦截的空基动能拦截弹的制导控制系统,探讨了弹道导弹助推段拦截的作战过程,建立了弹道导弹助推段飞行的弹道模型;根据弹道导弹在助推段的飞行特点,建立了动能拦截弹制导控制系统模型,其中包括拦截弹结构模型、动力学与运动学模型、相对运动模型、传感器测量模型、复合制导模型和直接力/气动力控制模型。在Matlab/Simulink环境下开发了弹道导弹助推段拦截的数字仿真系统,并对仿真结果进行了分析。仿真结果验证了模型的合理性,可为空基拦截弹制导控制系统的设计提供参考。     

红外导引头成像跟踪阶段的反演变结构制导规律设计

在拦截弹红外导引头成像图像跟踪阶段,当拦截弹距离目标很近时,动态特性对制导精度有着至关重要的影响,针对这种情况,文中充分考虑了弹道拦截弹助推段拦截对拦截弹末段控制制导的要求,结合复合控制系统简化模型,提出了一种使得视线角速率在有限时间内收敛的反演变结构制导规律,此制导方法实现了拦截弹的零脱靶量,最后仿真结果验证了所设计制导方法的有效性。     

空基动能拦截弹制导控制系统综述

弹道导弹在未来战争中具有很大的威胁,利用空基动能拦截弹拦截处于助推段飞行的弹道导弹是世界各国正在研发的先进拦截技术之一。系统地论述了空基动能拦截弹的发展现状,构建了弹道导弹助推段拦截的作战流程,分析了弹道导弹在助推段的飞行特性,探讨了动能拦截弹制导控制系统的研究进展,在此基础上,重点指出了动能拦截弹制导控制设计需要解决的一些问题。     

拦截跳跃式机动目标的制导律设计

针对攻击型临近空间飞行器的跳跃机动突防对常规拦截导弹提出的挑战,本文首先建立了视线坐标系下的三维弹-目相对运动方程,引入目标跳跃幅度变化率估计目标跳跃机动的能力,基于滑模变结构控制理论,设计了随弹-目距离和目标跳跃幅度变化率自适应调节的滑模趋近律,推导了视线坐标系下导弹的三维制导律。其次,采用轨控直接力控制技术,设计了直接力/气动力复合控制的分配方案。仿真结果表明:采用该制导律与控制策略的拦截弹能够精确拦截高速、大机动目标,同时拦截弹弹道平缓,需用过载和能量消耗均较小。     

基于遭遇点状态预测的复合控制前向拦截导引律

为满足高空拦截高速机动目标的实际需求,研究了基于遭遇点状态预测的复合控制前向拦截导引律设计方法。根据二维前向拦截导引运动模型,对导引运动方程进行分段线性化处理求得解析解,据此预测发动机的使用。应用李雅普诺夫稳定性理论设计了基于二阶滑模的前向拦截导引律,考虑了复合控制系统的动态,使拦截导弹的前置角与目标的前置角成比例关系。仿真结果表明基于预测的复合控制前向拦截导引律在保证拦截导弹准确命中目标的情况下有效节省了发动机的使用,验证了本文方法的正确性和有效性。     

中口径火炮反导限时毁伤评估

为了准确评估中口径火炮反导限时毁伤能力,建立中口径火炮远距离多发空中同时弹着数学模型和近距离层层拦截数学模型,给定拦截时间,引入限时毁伤概率仿真计算不同射速、不同弹种下的反导毁伤概率.计算结果表明:随着拦截距离的增加,弹道修正弹反导优势较常规弹明显;多发空中同时弹着拦截模式可提升反导限时毁伤能力;给定拦截时间的长短直接影响着中口径火炮不同射速下的反导限时毁伤能力.引入限时毁伤概率,较传统毁伤概率更能准确评估中口径火炮限时毁伤能力.     

基于遗传算法的拦截弹优化反设计研究

面向弹道导弹攻防对抗仿真的应用需求，探讨了基于遗传算法优化的拦截弹反设计方法．在综合考虑拦截弹发动机性能、气动特性、控制力与外弹道关系的情况下，建立了拦截弹优化反设计模型．针对采用固体火箭发动机的拦截弹武器系统，详细分析了反设计优化参数并进行了优化计算．计算实例表明，将GA优化理论用于拦截弹反设计，大大提高了拦截弹反设计的可信性．     

动能拦截导弹弹道数据计算研究

动能拦截弹脱靶量要求为零,其杀伤目标为近地轨道运行的弹道导弹和低轨卫星等,目标运行速度极快,与其它类型导弹相比,动能拦截弹的弹道计算精度要求更高。针对这一问题,介绍了动能拦截弹的拦截段弹道数学模型,分析了弹道数据计算流程,将诸元解算转化为方位角和程序角的计算问题,采用计算精度较高的积分算法,得到了导弹拦截过程的弹道数据,仿真表明,导弹数据计算精度满足作战仿真要求。     

质量矩拦截弹的非线性预测控制器设计

文中以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础,通过对模型合理的简化,得到一个耦合的非线性动力学系统,考虑到系统的鲁棒性要求和三个滑块的协调控制问题,利用非线性预测控制设计了姿态控制系统.考虑到系统的不确定性,对系统的鲁棒性进行了分析.仿真结果证明了这种方法的有效性.     

基于局部稳定的有限时间收敛变结构导引律设计

针对拦截弹末制导全局稳定设计复杂、计算量大等问题,采用局部稳定性理论来设计导引律。首先应用有限时间稳定性理论对导弹的拦截时间进行估计。进一步对系统变量进行分析,选取主要变量构成子系统,证明其稳定性,并由局部稳定推出全局稳定。该导引律确保视线角速率在有限时间内收敛至零,且数学模型简单,易于工程实现。仿真结果表明,在目标做高速机动逃逸时,该导引方法仍具有较好的拦截效果。     

一类非线性时变的靶弹高度模糊／线性复合控制系统设计

搭建了基于MATLAB／Simulink的一类非线性、时变靶弹全弹道动态仿真框架，基于该框架完成了高度模糊，线性复合控制系统设计。研究结果表明：1）基于MATLAB／Simulink的靶弹全弹道动态仿真具有结构清晰、效率高、可调性和重复性好的优点；2）所设计的靶弹高度模糊／线性复合控制系统能适应靶弹较大空域的变化，并能较好抑制阶跃干扰、推力变化的影响，具有良好的预定高度跟踪性能。     

飞行器姿态控制方法综述

姿态控制作为飞行器控制系统的重要部分，对于飞行器提高性能具有重要的作用。本文就飞行器常用的几种姿态控制方法作了论述．包括空气动力控制、推力矢量控制、喷气反作用控制、飞轮控制、磁力矩器控制、变质心控制，以及以上几种控制方法组成的复合控制等。最后，指出了未来飞行器姿态控制的发展方向。