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。     

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。     

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。     

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.     

大气层外拦截弹制导律设计与仿真

研究了地基动能杀伤拦截弹拦截低轨目标的制导方法．设计了对目标预测拦截点进行攻击的拦截弹飞行过程中的制导律,提出了一种确定目标预测拦截点及在拦截过程中修正预测拦截点的方法;通过仿真分析验证了方案的可行性．     

大气层外拦截弹制导律设计与仿真

研究了地基动能杀伤拦截弹拦截低轨目标的制导方法.设计了对目标预测拦截点进行攻击的拦截弹飞行过程中的制导律,提出了一种确定目标预测拦截点及在拦截过程中修正预测拦截点的方法;通过仿真分析验证了方案的可行性.     

动能拦截弹三维末制导律设计

通过非线性系统反馈线性化得到动能拦截弹的精确线性模型,根据动能拦截弹脱靶量分析结果和制导精度要求,结合直接力控制特点,设计了拦截弹三维末制导律。仿真验证了所设计制导律的有效性,满足拦截高空高速目标的技术需求。     

PAC-3爱国者拦截弹末制导精度仿真研究

采用变结构制导律对ＰＡＣ－３爱国者导弹末制导拦截段拦截精度进行了仿真研究。同比例制导律不同,变结构制导律具有可对不确定目标机动和其它末建模动力学进行补偿,并且有几乎同比例制导律一样应用简单的特点,拦截对象针对的是可能会采用“螺旋机动”或“滚筒式机动”进行突防的再入地地导弹弹头。仿真结果表明ＰＡＣ－３爱国者导弹对这种机动再入弹头的拦截能力是不容乐观的。同时,还显示出变结构制导律也并不如想象的那样有效     

拦截弹性能分析与反设计方法研究

根据弹道导弹攻防仿真需求．在资料分析和性能仿真基础上对拦截弹技术状态和性能进行了分析研究．提出了拦截弹反设计方法，拦截弹性能分析和反设计模型综合考虑了拦截弹总体、气动、制导控制、固体火箭发动机等方面。计算分析表明．基于遗传算法的拦截弹反设计方法可有效提高仿真效果。     

基于小波神经网络反演的制导控制一体化设计?

设计了一种适用于制导控制一体化的小波神经网络反演方法( WNNBM )。首先,将目标运动学特性与导弹动力学的系统模型相结合,建立并简化了俯仰通道制导控制一体化模型,综合设计制导律与控制器;其次,利用自适应反演方法对一体化控制器进行总体设计,并针对一体化模型简化程度高,未建模动态难以确定的特点,引入小波神经网络( WNN)逼近系统模型;最后,进行弹道仿真。结果表明,该方法可以有效打击目标,提高系统性能。     

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。     

大气层外拦截器偏置导引律设计

为了实现在拦截末端对目标的观测,针对导引头安装在导弹头部的大气层外拦截器设计了偏置导引律。首先分析了拦截器姿控能力、视线转率和偏置距离之间的关系,然后在考虑弹一目相对距离的估计误差和视线转率测量噪声的条件下,通过预测控制方法设计了对于视线转率和弹一目相对距离误差鲁棒性强的导引律。仿真结果表明,在视线转率和弹一目相对距离测量不准确的情况下,应用该导引律能够实现偏置观测。     

基于推力可控技术的制导律研究

为了提高导弹的机动性和突防能力,要求作为导弹动力装置的发动机具备推力控制,特别是推力随机控制的能力。随着冲压发动机技术的发展,发动机推力可控技术在固体火箭发动机的基础上有了更大的发展空间。本文针对推力控制技术的发展,设计出一种适用于推力控制技术的制导律,并进行了仿真验证。     

一种简化的综合制导设计技术

介绍了制导一体化（IG＆C）设计对于提高制导精度和改善制导性能的重要作用．说明了传统的IG＆C是在最优控制的框架下进行的，因此规律中需要太多的状态信息，其中一些在实际工程中是难以获取的，从而也限制了工程应用．通过对模型进行一定程度的简化，利用可获取的信息，在视线角和视线角速度的框架下分别得到了两种IG＆C．数学结果显示了这种设计方法的有效性．     

舰空导弹制导与控制一体化三维模型建立

为了提高舰空导弹拦截掠海飞行导弹的成功率,研究了导弹制导与控制一体化三维模型的建立问题。根据导弹的动力学方程以及导弹-目标的相对运动方程,推导出了垂直于视线方向上的相对速度与导弹攻角以及侧滑角之间的关系,并且将通道间的耦合项视为不确定项进行处理,建立了舰空导弹制导与控制一体化三维模型。该模型具有严格反馈级联形式,并且把制导信息引入到控制系统中。所建立的制导与控制一体化三维模型能够通过一系列的反演过程,由导弹-目标的相对运动信息直接形成舵偏控制信号。     

推力矢量飞机间接自适应飞行重构控制系统研究

文中根据间接自适应算法提出了一种可用于推力矢量飞机的新型控制系统结构，同时将自修复功能融入其中。应用这种控制系统对推力矢量飞机在单舵面故障情况下飞行情况进行了仿真，结果说明此新型飞控系统对故障具有极强的鲁棒性和重构性能。