再入飞行器中制导段微分对策式主动机动方法研究

针对再入飞行器滑翔中制导段的主动机动反拦截问题,提出了一种基于微分对策解析解的主动式机动反拦截制导方法。通过对博弈双方相对运动的建模分析,构建脱靶量和能量消耗相关的对策性能指标,在合理假设的基础上求解出基于微分对策理论的解析制导指令;在比例导引拦截器逆轨前置拦截的博弈场景下,基于CAV-H飞行器数学模型进行仿真校验,将所设计制导方法与无机动、正弦机动等情况进行反拦截效果的对比分析,验证该算法具有更强的机动性能,造成的最终脱靶量大、反拦截一方制导指令波动小,且算法结构简单、易于工程实现。最后,针对微分对策制导律在不同过载限制下的飞行状态进行仿真分析,认为在实际工程应用中应综合考虑飞行器能量消耗和机动反拦截效果,限定需用过载幅值,实现有效机动反拦截的同时,尽可能降低飞行器自身能量消耗。     

摆动式突防对比例导引弹道的影响分析及仿真

为提高弹道机动的有效性或合理设计拦截制导律,需要定性分析突防弹与拦截弹间的法向过载关系、视线角速度变化规律、拦截弹道的稳定性等问题.对相对运动方程的相关参数进行合理简化后,推导了由于突防弹机动引起的拦截弹比例导引弹道的视线角速度及需用法向加速度的解析公式;在考虑拦截弹制导系统时间延迟时,分析了比例导引弹道的稳定性条件;针对突防弹进行正弦机动的弹道模型,进行了拦截仿真,验证了解析公式的合理性.     

基于微分对策的拦截末段突防导弹机动突防制导律研究

为提高弹道导弹在拦截末段机动突防性能,基于微分对策理论对三维空间中的机动突防制导律进行研究。从视线倾角和视线偏角的变化率模型出发建立拦截-突防双方的运动模型;推导了双方在拦截末段的最优制导律;在Simulink下搭建仿真平台,并选取不同参数组合进行多次仿真。仿真结果表明,本文提出的突防制导律可使脱靶量达到12m,突防效果明显。     

基于DGL/IMM算法的随机机动弹头拦截研究

讨论了反导拦截高速随机机动再入弹头弹道末段的制导律和滤波器设计。基于线化假设和完全信息对策模型,推导出微分对策制导律(DGL)的表达式。在此基础上考虑一般拦截情形,即非完全信息对策以及测量含噪声,提出采用交互式多模型滤波(IMM)估计状态变量,推导出滤波方程,并与以往方法进行比较,仿真分析表明所提出的算法滤波效果好,运算量低,脱靶量均值小,而且对于未知目标机动模式有很强的适应能力。     

中制导误差对反导拦截器末段拦截影响仿真分析

研究了中制导结束时目标速度估计误差和反导拦截器航向误差对末段拦截的影响.以THAAD为例进行分析,建立了末段拦截运动的简化模型,通过数字仿真研究了中制导误差与拦截器末段拦截所需机动能力之间的关系.仿真结果表明,提高中制导精度,通过综合考虑中制导目标速度估计精度和拦截器航向控制精度来选择适当的末段拦截入射角,将会降低拦截器的机动能力需求,从而改善末段拦截的性能.     

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。     

针对高速机动目标的三维非线性微分对策制导律

为有效拦截高超声速飞行器,提出了一种基于预测控制的三维微分对策制导律。该制导律将高速机动目标拦截末制导过程抽象为以视线角速率和燃料消耗为性能指标的零和微分对策问题,以非线性模型预测控制为框架,采用梯度下降法实时求解决策约束型有限时域微分对策,得到最优决策。该制导律能够在满足动态系统高维非线性、机动能力和燃料消耗等要求下,实现对目标的精确拦截; 在与比例导引律燃料消耗相当的情况下,具有末端弹道平直、制导精度高等优点。     

远程弹道式飞行器机动制导方法

以一种远程弹道式飞行器为研究对象,研究了弹道落点可以覆盖大面积区域的机动弹道设计及制导方法。采用兰伯特定理设计机动弹道,并采用迭代的方法对地球非球形摄动进行补偿。在考虑发动机性能的基础上,采用速度增益制导算法对飞行器进行关机制导。为了保证再入点的高精度要求,提出了一种弹道修正制导算法,制导过程分为横向制导和纵向制导,横向制导采取相平面法,纵向制导采用一种解析的闭路制导算法。仿真结果表明,该文方法能够使飞行器较好地实现远程机动飞行,具有较好的鲁棒性。     

舰空导弹拦截机动目标弹道仿真

为研究舰空导弹对蛇形机动与螺旋机动目标拦截效果的差异,对舰空导弹拦截机动目标进行弹道仿真。首先建立反舰导弹的三维蛇形机动模型和螺旋机动模型,然后建立舰空导弹的三维矢量拦截模型,考虑导引头噪声和舵系统的过载限制,最后在Matlab环境下进行2种机动的拦截弹道仿真,采用蒙特卡洛法仿真不同机动强度和噪声强度下的脱靶量,并对比分析拦截蛇形机动和螺旋机动的需求过载和脱靶量。仿真结果验证了反舰导弹机动模型、航空导弹拦截模型的正确性和可行性,可为有针对性拦截机动目标提供参考。     

空舰导弹俯冲弹道螺旋机动制导律研究

针对采用传统飞行弹道的空舰导弹在遭遇远程空舰导弹拦截时突防能力不强的问题,提出将降高段弹道改进为螺旋机动俯冲弹道的方案。分析了带落角约束的变结构制导律的设计过程,在此基础上,提出一种螺旋机动变结构制导律。该制导律不仅能引导空舰导弹实现螺旋机动俯冲弹道,而且能保证空舰导弹在降高段的末端稳定地过渡到低空巡航段。仿真结果表明,所提出的螺旋机动变结构制导律显著地提高了空舰导弹针对远程舰空导弹的突防概率。     

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。     

基于模糊逻辑的导弹扩展比例导引律

临近空间高超声速大机动目标的拦截制导律一直是现代制导与控制方面的一个难点和热点。运用模糊逻辑的方法，改进了扩展比例导引律，使导弹在拦截过程中能够有效跟踪导弹至目标视线转率的变化及目标的机动加速度，拦截末段视线转率收敛，实施成功拦截。     

超声速反舰导弹蛇形机动突防舰空导弹建模仿真

采用弹道仿真方法来求取超声速反舰导弹蛇形机动突防舰空导弹的突防概率．分析了反舰导弹蛇形机动的物理过程,建立反舰导弹蛇形机动的弹道模型及舰空导弹反导拦截模型．设定反舰导弹和舰空导弹的性能参数,采用蒙特卡罗法对不同组合的机动弹道进行攻防对抗仿真实验,得出超声速反舰导弹蛇形机动突防舰空导弹的突防概率．本方法还可以用于研究舰空导弹的拦截能力．     

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     

一种新的扩展比例制导律设计与仿真

基于制导末段需用过载为零的要求,在比例制导律（PN）的基础上引入重力补偿、导弹纵向加速度补偿以及目标加速度补偿,设计了一种新的扩展比例制导律（APN）。数字仿真表明,与PN相比,APN需用过载较小（弹道更为平直）,拦截时间较短,对大机动目标具有较小的脱靶量。     

再入飞行器禁飞区规避近似解析制导方法

针对再入飞行器的禁飞区规避问题,提出了一种基于近似解析解的禁飞区规避制导方法.所设计的制导方法,在对飞行器转弯能力分析的基础上,结合Dubins曲线的路径规划方法,求解规避需用倾侧角的近似解析解,生成禁飞区规避指令;然后为修正规避引起的航程及高度误差,通过基于能量的运动模型,进行航程及高度的解析预测-校正制导;最终实现...     

超声速反舰导弹蛇形机动突防舰空导弹建模仿真

采用弹道仿真方法来求取超声速反舰导弹蛇形机动突防舰空导弹的突防概率.分析了反舰导弹蛇形机动的物理过程,建立反舰导弹蛇形机动的弹道模型及舰空导弹反导拦截模型.设定反舰导弹和舰空导弹的性能参数,采用蒙特卡罗法对不同组合的机动弹道进行攻防对抗仿真实验,得出超声速反舰导弹蛇形机动突防舰空导弹的突防概率.本方法还可以用于研究舰空导弹的拦截能力.     

智能化最优滑模制导律研究

针对机动目标的空间拦截问题,文中介绍了一种对参数摄动和外干扰具有鲁棒性的最优滑模制导律,并对其智能化实现方法进行了研究.仿真结果表明,这种智能化的最优滑模制导律对于机动目标具有较好的拦截效果.     

反舰导弹末端机动与末制导段的一体化设计

对反舰导弹的末端机动与末制导段弹道之间的配合问题进行了分析。根据末制导段攻击目标的要求,改进了反舰导弹的末端机动控制信号。采用加权匹配方法,设计了反舰导弹的复合制导信号。利用复合末制导信号成功地控制反舰导弹实现了末端机动与末制导段的一体化弹道。仿真结果表明,所设计的一体化弹道获得了很高的制导精度。     

基于网格划分与BP网络的中制导弹道 在线生成方法

针对临近空间高超声速目标高速、高机动的特点,为改善拦截弹中制导性能,将基于网格划分的中制导离线弹道优化与神经网络相结合,提出了一种中制导弹道在线生成方法。以拦截区域网格化形成的网格点为约束,采用离线弹道优化方法,形成覆盖拦截区域的弹道数据库; 利用BP神经网络对非线性函数的逼近特性,通过训练实现对弹道数据库的逼近,构建BP神经网络模型,实现中制导弹道在线生成。仿真分析结果表明:中制导过程中,在终端约束调整和不调整的2种情况下,该文设计的中制导弹道生成方法均具有较好的性能。