采用直接力的空空导弹越肩发射控制设计

针对空空导弹越肩发射的姿态控制需求,采用直接力控制装置,分别建立了小攻角模型和大攻角模型,利用滑模变结构控制方法设计了姿态控制律,所设计的控制律能够满足导弹越肩发射快速转弯的要求,仿真结果说明了此方法的有效性。     

空空导弹敏捷转弯控制与仿真

文中研究了空空导弹敏捷转弯180°(越肩发射)的控制与仿真问题.提出了实现空空导弹敏捷转弯180°的姿态控制方法,得到了简化的用于姿态控制设计的姿态动力学模型,分别采用反作用喷气控制系统和推力矢量控制系统设计了导弹的姿态控制律.对空空导弹的敏捷转弯180°的飞行过程进行了仿真并给出和分析了结果.结果表明反作用喷气控制系统和推力矢量控制系统都可以用于越肩发射,在转弯过程中速度损失是不可避免的,反作用喷气控制系统可以产生的速度损失较小.     

一种敏捷导弹控制系统的设计方法

采用变结构控制理论,对采用直接侧向力辅助控制的敏捷导弹控制系统进行了设计,控制器为反馈—前馈的结构,直接力喷流装置为前馈控制,气动舵为反馈控制,并给出了相应的仿真结果。     

空空导弹直接力控制装置的初步研究

分析了直接力控制装置的研究现状和应用于空空导弹的关键技术,提出了适合空空导弹的一种多喷嘴燃气发生器方案,讨论了该方案的技术问题,并通过CFD软件计算出侧向喷管的总压损失。     

基于直接侧向力控制的智能末导引律的设计与仿真

提出了一种适用于末段直接侧向力控制导弹的智能制导律．制导律的设计采用比例＋Bang Bang的组合制导形式，具体方案是在末段直接侧向力控制启动之前采用比例导引，在直接侧向力控制启动之后，根据直接力控制的非线性特点，采用Bang Bang制导．直接侧向力启动时间的确定非常重要，提前或者延迟启动直接侧向力都会大大影响导弹的制导精度．为了确定直接侧向力的启动时间，提出了一种智能模糊算法来确定具体的直接侧向力启动时刻，仿真结果表明，该制导律在对付大机动的目标时能取得较好的制导精度，可以满足直接命中的要求.     

具有直接侧向力的拦截导弹鲁棒跟踪控制

针对大气层内拦截导弹直接侧向力与气动力复合控制系统的设计问题,提出了基于鲁棒跟踪控制的复合控制策略,该策略利用直接侧向力控制快速跟踪指令过载,利用气动控制补偿导弹的气动阻尼力矩和气动静稳定力矩.根据过载指令设计过载回路鲁棒跟踪控制,给出期望的角速度,设计角速度回路,利用气动控制补偿模型已知部分,并设计直接侧向力鲁棒跟踪控制器跟踪期望角速度.仿真结果表明,依靠所给出的复合控制策略,可以有效抑制外部干扰和模型不确定性的影响,显著加快拦截导弹的过载响应速度.     

先进近距格斗空空导弹实现越肩发射设计分析

研究格斗型空空导弹实现前向越肩发射的导弹设计问题。导弹具备快速转弯飞行能力是实现越肩弹道的基础。针对前向越肩发射方式技术特点,文中从飞行平台要求、推力曲线设计、启控时间优化以及转弯控制方式等方面进行分析,通过数学建模与仿真,提出了简单实用的转弯控制方法,得到了实现越肩弹道飞行能力导弹的需用过载和转弯角速率等关键总体指标。研究结果对先进格斗导弹系统设计具有参考价值。     

预置舵角下超空泡航行体运动过程弹道特性研究

为研究超空泡航行体在水平面机动转弯过程中的弹道特性,采用航行体头部设置预置舵角方法实现,开展了0°、3°和6°预置舵角下航行体自由运动的试验研究。试验在水池中进行,采用高速摄影观察不同预置舵角下的空泡演化过程,采用内测装置测量航行体运动参数,获得了不同预置舵角下超空泡航行体水平运动过程中的弹道特性。试验结果表明：当预置舵角为0°时,航行体侧向力由于非定常因素扰动小幅波动,但均值基本为0;当存在预置舵角时,随着预置舵角的增大,轴向力和侧向力不断增加;预置舵角可以控制超空泡航行体的弹道水平机动转弯,且预置舵角越大、弹道越容易转弯,但舵角过大会导致航行体弹道失稳。     

远程地空导弹直接力/气动力复合控制技术研究

以某型远程地空导弹为背景，研究了以姿控发动机作为执行机构下导弹的姿态控制问题。通过研究姿控发动机控制机理，利用极点的配置分别设计了直接侧向力控制方案和直接力／气动力复合控制方案。仿真表明两种方案都可以实现导弹的大角度机动，实现姿态的稳定，并且可以抵抗通道间的耦合影响；直接力／气动力复合控制比直接侧向力控制具有更高的精度。     

引入侧向加速度反馈的侧滑转弯控制方法

针对大展弦比滑翔增程弹大侧滑飞行时滚转干扰力矩大,容易导致滚转舵饱和并造成滚转控制困难的问题,提出了大展弦比滑翔增程弹自动驾驶仪引入侧向加速度反馈的侧滑转弯(STT)控制方法。该方法通过在传统侧滑转弯自动驾驶仪的倾斜通道引入侧向加速度反馈,实现了倾斜角对侧向加速度的跟随,相当于在传统的侧滑转弯控制上增加了倾斜转弯(BTT)控制的效果。六自由度非线性仿真实验表明:大展弦比滑翔增程弹侧滑转弯自动驾驶仪倾斜通道引入侧向加速度反馈后,显著降低了飞行过程的侧滑角,使滚转舵偏远离饱和状态,提高了驾驶仪的滚转控制裕度。     

防空导弹控制方法的研究现状及展望

系统地论述了用于防空导弹控制的常规和非常规方法的研究现状,分析了它们的特点、适应范围和局限性,并讨论了它们的发展前景.着重论述了直接侧向力控制技术,并指出了实施直接侧向力控制是防空导弹实现精确制导控制的关键,这一技术也必将广泛应用于其它类型的导弹中,成为未来实现高精度制导控制的标志性技术.     

姿控直接力技术研究

姿控直接力技术在反导导弹中得到了广泛的应用.把导弹气动力与姿控直接力的复合控制系统进行解耦,分解为气动力控制子系统和姿态直接力控制子系统.并提出了一种何时启动直接力的控制方案,设计了一种姿控发动机空间点火方位的方案.     

基于大离轴制导律的一段式越肩发射制导模式

针对越肩发射攻击大离轴以及后向目标的难点,提出了一种基于大离轴制导律的一段式越肩发射制导模式。文中的研究统一了制导律形式,扩大了大离轴制导律的适用范围,回避了中末制导交接班带来的一系列问题。仿真结果表明,充分发挥导弹的快速转弯能力和比例制导律末端理想碰撞的特性,并达到制导精度要求,适用于近距格斗导弹以提高越肩发射打击能力。     

基于变结构控制的气动力/直接力切换控制设计

为了减小脉冲发动机工作时喷流与外流场对弹体和气动舵面产生的耦合作用,提高气动力／直接力复合控制系统的性能,文中提出一种气动力／直接力切换控制方案,即在导弹末端攻击目标时断开气动力控制回路,只用直接侧向力控制。采用变结构控制设计飞行控制系统,实现气动力与直接力的平滑切换。数字仿真结果表明该方法能有效地提高导弹自动驾驶仪的快速性、鲁棒性,减小直接力机构与气动舵面之间的操纵耦合,显著改善导弹的脱靶量。     

可重复使用运载器的工程化姿态控制系统设计

基于古典控制理论和BTT倾斜转弯控制技术,设计了可重复使用运载器(RLV)的大气层内姿态稳定控制系统.控制系统采用角速率和加速度作为PI控制的反馈信号,系统实现简单,可同时满足侧向大、小扰动情况下的姿态稳定控制要求.数值仿真结果表明该方案有效可行.     

越肩发射式空空导弹初始转弯段研究

对不同导引规律、发射方式、动力系统对初始转弯段的影响进行了分析,得到相关结论,并建立了导弹模型,通过数字仿真结果验证了该结论.得到的相关结论可用于越肩发射式空空导弹系统设计.     

基于运动耦合的战术导弹协调控制技术

为进一步提升战术导弹机动转弯过程中的协调度,满足新一代战术导弹冲压发动机进气对侧滑角约束需求,研究了基于运动耦合的协调控制技术.结合经典的过载控制方案,重点研究了以三通道运动耦合为基础的抑制侧滑角控制技术,形成了基于法向过载和滚转角速率的方向舵通道协调耦合控制方案,并通过某样例模型进行对比仿真.仿真结果表明:该方案能有效抑制侧向机动过程的侧滑角,满足机动飞行过程冲压发动机进气对侧滑角的约束需求.     

基于侧喷流直接力技术的运载器姿态控制方法

侧向喷流直接力控制技术已在大气层外动能拦截器和大气层内防空导弹中得到成功应用.运载火箭作为跨大气层飞行器,可以尝试采用该技术进行姿态、轨道控制.介绍了一种由侧向喷流发动机作为姿态控制执行机构的运载器,建立了运载器在大气层外飞行条件下的姿态动力学模型并设计了姿态控制规律.仿真结果表明,在姿控发动机存在安装误差的情况下,所设计的控制规律可以实现对运载器姿态的控制,通过选择控制器参数改变系统的响应特性可以满足迅速、精确、稳定地控制系统的要求.由此可见,采用侧向喷流直接力姿态控制系统能够完成运载器姿态控制任务.     

一种空空导弹用直接力装置方案研究

为了提高机动性和末端精确制导能力,未来的空空导弹有必要使用直接力装置。基于空空导弹的特点,空空导弹用直接力装置必须进行小型化设计,以减小重量、缩小体积。文中针对一种适用于空空导弹的直接力装置进行了方案研究,并对其进行了强度与内流场仿真计算,仿真结果表明该方案可行,为直接力装置将来在空空导弹上实际应用作了技术储备。     

一种低速滚转弹药脉冲发动机弹道修正方法

提出了一种脉冲发动机直接力控制的弹道修正方案,分析了启控时间的选择原则,推导了横向速度追踪导引律,介绍了纵向命中点预测导引律,分析了点火策略,给出了系统控制流程.通过数值仿真验证了控制方案的有效性,计算表明,采用本控制方案后,某型弹药的落点圆概率误差从131 m降低到42 m,有效提高了射击精度.