基于弹道仿真的杀伤区计算

以预定制导规律飞向设定目标的导弹弹道仿真入手,定量分析出满足拦截命中约束条件的弹目遭遇点,并建立杀伤区数据库。分析防空导弹飞行弹道特性与杀伤区指标的相关性,基于simulink模拟典型目标运动,以满足命中条件的导引段弹道轨迹为主体进行系统建模。并以比例导引率弹道为例进行攻防对抗仿真演练,得到具体目标的杀伤区指标体系,对武器效能评估有重要意义。     

一种基于预测遭遇点的制导控制一体化算法

为了能够对再入大气层机动目标进行有效拦截,文中基于预测遭遇点的思想设计出一种有效的制导控制一体化算法。首先对弹目相对运动及其他关键环节进行建模并进行模型分析,将问题化为常见的状态方程形式,并对文中所提出的设计思路进行说明;然后利用反演控制理论进行制导控制算法的推导并进行稳定性分析;最后的仿真结果表面,所设计的制导控制算法能够很好的对目标弹进行拦截,并且伪指令的跟踪效果也很好。     

具备目标重定向能力的自适应再入制导律

将再入弹道跟踪问题转化为再入弹道状态调节问题,得到了一个LTV系统最优控制问题,在此基础上,利用基于伪谱算法的最优反馈控制算法,设计了一种便于在线实现的自适应鲁棒再入制导律.仿真结果表明该制导律在改变参考轨迹后依然能够较好地跟踪新的参考弹道,具备较好的动态性能和再入制导精度,而且不需要显示积分和显示增益调度.     

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。     

基于移动目标运动预测的弹道导弹被动段制导方法

针对弹道导弹打击海上慢速移动目标,弹道再入段需要采用有效的制导方法以便确保打击精度的问题。对大型慢速移动目标位置进行实时跟踪预测,对导弹被动段弹道落点进行弹道数值计算,由移动目标预测点和弹道落点可求得两点之间距离与方向差异,根据误差信号与控制函数关系求出比例导引系数,然后对弹头实施有效控制,以致最后导弹能准确命中目标。制导仿真结果表明,模型方法可行,制导精度高,导引迭代收敛速度快。     

激光干扰红外成像制导导弹的仿真系统

为解决激光对红外成像制导导弹干扰特性的问题,对其制导导弹的仿真系统进行分析。根据目标在红外 探测器上成像的原理,采用形心跟踪法对目标进行信息提取与跟踪,应用 Simulink 分别构建目标成像模型、制导信 息提取模型、导弹飞行模型和激光干扰模型,通过建立导弹正常飞行弹道和在激光干扰后的干扰弹道,对影响激光 器的干扰因素进行仿真分析。仿真结果表明,该分析可对重要目标的防护工程提供参考。     

弹道拦截的HP三维模型及自适应变结构制导律

HP（head pursuit）导引方法是将拦截器导引到目标轨道的前方进行拦截,拦截器的速度小于目标导弹的速度,从而可以解决拦截器导引头的气动加热问题,降低对拦截器探测设备的要求。在建立了HP导引方式的目标和拦截器三维制导模型基础上,对机动变速目标应用滑模变结构控制理论提出了一种自适应变结构制导算法,并设计了HP空间自适应变结构制导律,拦截器和目标导弹弹道拦截的三维数字仿真验证了模型和制导律的正确性。     

空对面主动雷达导弹末制导段弹道仿真

建立了空对面主动雷达制导导弹在中制导段后搜索、截获、跟踪并攻击目标的仿真模型,该模型包括导弹运动模型、导弹气动计算模型、自动驾驶控制模型、导弹引导模型、大气环境模型、目标位置模型、导引头搜索、截获及跟踪模型,并在一定条件下对导弹攻击弹道进行了仿真计算。     

考虑零控拦截的中制导最优弹道修正

针对临近空间防御作战问题,设计了考虑零控拦截的中制导段最优弹道修正算法。通过分析末制导阶段拦截弹和目标的相对运动关系,推导得到了零控拦截条件,此条件由目标和拦截弹的速度比以及二者速度矢量和视线之间的夹角唯一确定;针对目标信息更新造成的基准弹道不满足零控拦截条件的情形,提出了在中制导段进行最优弹道修正的方案,调整中制导和末制导交接班时刻拦截弹状态,以重新满足零控拦截条件;通过对基准弹道满足的最优化条件以及横截条件进行再次求导,推导得到了控制量的补偿量,此补偿量的求解考虑到了拦截弹的初始状态偏差以及终端约束偏差,确保了指令解算的可实现性。通过仿真验证了所提方法的有效性以及优越性。     

基于三点法拦截几何的导弹滑模制导律设计

针对传统的三点法制导律在六自由度弹道仿真时的应用限制,设计了一种基于三点法弹目拦截几何的滑模制导律。在地面坐标系下利用方向余弦阵,推导出了三维空间中三点法制导律的弹目拦截几何; 将目标机动视为模型扰动量,建立了三点法拦截几何的状态空间方程; 基于滑模控制理论,通过选取合适的滑模面并通过极点配置确定其参数,设计了一种滑模制导律; 依据Lyapunov稳定性理论,对所设计的制导律进行了稳定性证明并进行了数值仿真。仿真结果表明,在导弹整个飞行过程中,坐标原点、导弹和目标始终都在一条直线上,严格符合三点法弹目拦截几何,并且制导指令相对平滑,符合实际需求。     

PAC-3“爱国者”导弹可拦截区的预测方法

以PAC-3＂爱国者＂导弹为建模研究对象,建立了地心系下基于弹道系数的再入导弹弹道模型以及发射系下拦截弹的运动方程,并用简单迭代法对可拦截区进行了预测,给出了不同拦截高度拦截弹的发射时间。结果表明,该方法是可行且准确的。     

实现大空域变轨的最优制导律研究

为了对抗敌方预警系统的跟踪、预测以及远程防空导弹的拦截,反舰导弹的飞行弹道应采用大空域变轨弹道.将弹目相对运动分解为俯仰和航向两个平面内的运动,考虑了制导过程中能量消耗最小以及末端角度要求,分别设计了两个平面内的最优制导律.利用该制导律可以引导反舰导弹向大空域内任何虚拟目标进行变轨机动,从而实现了各种各样的大空域变轨弹道.只要虚拟目标参数设置合适,反舰导弹的各项性能指标均能满足要求.弹道仿真表明了所设计的最优制导律的有效性.     

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。     

红外探测下的拦截弹制导律辨识与弹道预报方法

飞行器采用红外探测手段对拦截弹进行探测能够增强平台的生存能力及突防的隐蔽性。但红外探测仅有测角信息,对拦截弹定位属于不完备观测,这为制导律系数辨识、运动状态估计带来了较大困难。同时,传统的制导律辨识方法基于多模型滤波算法,辨识准确性受限于模型集中模型的数量。针对上述问题,根据矩阵理论对制导律系数辨识的可观性进行了证明分析,建立了拦截弹制导段运动模型和弹载平台红外探测模型。在此基础上,将制导律系数增广为滤波状态分量,并对过程噪声方差进行设计,采用无迹卡尔曼滤波对制导律系数与运动状态进行估计。同时,构建了拦截弹弹道预报方程,将滤波稳定收敛时刻状态作为弹道预报初值,基于无迹变换进行了弹道预报与误差传播分析。仿真结果表明,提出的算法能够对制导律系数与运动状态进行准确估计,与传统方法相比具有更好的通用性,弹道预报结果能够为飞行器规避拦截、机动突防提供理论支撑。     

基于固定弹道的空间拦截发射点快速选择研究

针对地基导弹对空间目标拦截需要选择合适发射点,对于弹道固定的空间目标,对拦截点进行了规划,建立了拦截弹主动段弹道模型和自由段弹道模型,给出了发射点选择模型,采用牛顿迭代算法对所建立的非线性方程组进行了解算.结果表明,所选择发射点能满足空间拦截要求.     

空空导弹中制导段捷联惯导仿真计算

对导弹中制导段捷联惯导的导航解算进行仿真,首先解算弹道微分方程,其次由弹道轨迹产生弹载捷联惯导的陀螺及加速度计的输入数据,并模拟惯性元件的输出,最后进行导航解算.仿真计算表明,传递对准精度和弹载惯导的性能均影响导弹中制导的精度.     

基于Matlab的比例导引弹道仿真分析

介绍了比例导引法的导引规律,推导了基于比例导引规律的拦截弹弹道方程.给出了一种目标做正弦机动飞行的轨道方程,并采用Matlab对拦截弹拦截目标进行了目标拦截仿真.分析了拦截弹速度和目标速度,以及导引系数对拦截弹弹道的影响,研究了导弹实际飞行中弹道曲率与法向过载的关系.     

目标机动对防空导弹脱靶量影响研究

为研究目标机动能否摆脱导弹攻击的问题,建立了不同机动样式的靶机数学模型和弹目攻防对抗仿真模型,重点研究目标不同机动样式、过载、航捷等参数条件下对导弹制导控制系统和引战配合的影响。结合具体参数和算法进行了蒙特卡洛仿真分析,从制导控制及引战系统等角度统计得到防空导弹拦截机动目标的全空域杀伤概率。仿真结果表明：目标不同运动特性条件对导弹脱靶量影响显著。     

弹载有源诱饵对导弹诱偏过程仿真研究

为了研究弹载有源诱饵对雷达制导导弹进行诱偏的过程。首先分析了弹载有源诱饵对来袭导弹进行诱偏的一般战术过程;其次根据诱饵弹和导弹的运动特性,建立了三维比例制导条件下导弹接收到的干扰功率和飞行轨迹的相关数学模型;最后结合实例,给出了整个诱偏过程中的干扰功率及诱饵弹、导弹运动轨迹的仿真结果。结果表明所建立的仿真方法和模型能够准确描述整个诱骗过程,为分析弹载诱饵诱骗导弹的过程提供了一种量化的方法。     

增强探测信息可观测性的主动防御滑模协同突防制导律

针对敌方来袭拦截弹制导策略未知的主动防御协同突防场景,考虑目标弹-防御弹单向和双向协同配合模式,采用滑模控制方法提出了兼顾拦截弹探测信息可观测性和防御弹反拦截精度的协同突防制导律。构建了融合空间探测构型需求和拦截成功必要条件的滑模面,分别应用双幂次趋近律和带状态反馈的指数型趋近律,推导了目标弹-防御弹的单/双向协同制导律。相较于单向协同,双向协同通过引入加速度代价函数,应用最优化方法优化了协同突防制导律,目标弹通过协作机动帮助防御弹降低打击来袭拦截弹的过载需求。仿真结果表明,协同滑模突防制导律可确保目标弹和防御弹达到期望的空间探测构型,并能够精准地打击来袭拦截弹。