基于Lyapunov函数稳定的飞航导弹控制器设计

将李雅普洛夫函数稳定要求应用于飞航导弹块对角飞行控制系统设计中，并指出原设计的不足。利用递推设计的思想，给出了描述飞航导弹运动的所有运动方程的解析逆解。由设计过程可知，本控制系统具有全局渐近稳定的性质。     

新型块对角变结构控制在飞航导弹控制系统设计中的应用

将块对角变结构控制理论应用于飞航导弹的飞行控制系统的设计中,利用递推设计的思想,根据李雅普洛夫函数稳定要求,构造了分层块对角变结构控制系统,给出了描述飞航导弹运动的所有运动方程的解析逆解.由设计过程可知,本控制系统具有较强的鲁棒性和全局渐近稳定的性质.     

“旋转球形大地”情况下鱼雷运动数学模型

本文推导了“旋转球形大地”情况下的鱼雷运动方程,并对该非线性方程进行了线性化,建立了研究远航程鱼雷制导精度的运动方程。     

新型块对角变结构控制在飞航导弹控制系统设计中的应用

将块对角变结构控制理论应用于飞航导弹的飞行控制系统的设计中，利用递推设计的思想，根据李雅普洛夫函数稳定要求，构造了分层块对角变结构控制系统，给出了描述飞航导弹运动的所有运动方程的解析逆解。由设计过程可知，本控制系统具有较强的鲁棒性和全局渐近稳定的性质。     

基于反馈线性化的靶弹弹道跟踪制导律设计

针对导弹靶弹的弹道跟踪精度问题,基于反馈线性化和最优控制理论设计了一种弹道跟踪制导律。首先,通过对靶弹进行受力分析,建立靶弹纵向运动非线性方程组;其次,根据反馈线性化理论的定义和充要条件,详细推导得出靶弹的精确线性化运动方程;最后,通过最优控制理论设计弹道跟踪制导指令,并在阵风干扰和不同机动飞行弹道下,与基于小扰动法和固化系数法设计的跟踪制导律进行比较。结果表明:基于反馈线性化法设计的弹道跟踪制导律具有较高的弹道跟踪精度和较低的需用过载。     

导弹控制系统仿真基本方法

针对导弹控制系统复杂、物理模型很难建立、物理仿真也难以实现的问题,提出了现代导弹控制系统线性化仿真与非线性仿真的基本方法。阐述了导弹运动方程的线性化原理,建立了数字仿真的线性化模型,从工程应用的角度出发,介绍了时域分析与频域分析的仿真方法,给出了线性化仿真的步骤与评定原则;描述了单项因素、机弹干扰以及正交拉偏等非线性仿真模式,给出了正交拉偏试验表的构造方法。通过仿真实例说明了该方法在进行导弹控制系统仿真分析与设计时的有效性。     

飞航导弹运动非线性模型研究

对战术导弹的运动方程进行了块对角处理，推导了巡航导弹的运动方程并进行了块对角处理，从而得到了飞航导弹运动的一般表达式。这是一种很有特色的块对角模型，飞航导弹的这种块对角非线性系统模型将会给导弹控制系统的一体化设计带来很大的方便。     

基于滑模趋近律的潜空导弹垂直出水姿态控制律设计

文中给出了一种滑模趋近律应用于潜空导弹垂直出水姿态控制的设计方法。首先利用四元数在弹体坐标系下对垂直出水的潜空导弹水下和空中运动建立了统一的运动方程形式,然后在纵向通道利用小扰动线性化状态空间模型,设计了基于滑模趋近律的姿态控制律,最后建立了Simulink六自由度弹道模型并进行了数字仿真。结果表明:基于四元数的水下、水上统一的运动方程形式运行有效,基于滑模趋近律的姿态控制律可实现对潜空导弹垂直出水的有效控制。     

弹性体导弹主动减振组合控制器设计

将导弹弹体弹性变形引起的附加气动力引入导弹刚体运动方程和弹性振动方程,推导出弹性体导弹数学模型,在此基础上引入主动作动力,建立起适合进行主动减振设计的弹性体导弹状态空间模型.针对解耦的刚性子系统设计H∞控制器模拟刚体导弹控制器,针对弹性子系统设计LQR控制器,再考虑耦合项对弹性子系统进行控制器设计,得到主动减振组合控制器.仿真结果验证了所设计的组合控制器在保证弹体运动姿态控制的同时具有较好的减振效果.     

一种反馈线性化弹道跟踪制导律设计

针对防空导弹弹道跟踪问题,基于反馈线性化理论设计了一种弹道跟踪制导律。使用反馈线性化方法对导弹质点运动模型精确线性化;利用该线性化模型和线性二次型最优调节器(LQR)理论设计跟踪制导律,并给出制导系统工作流程;在存在初始误差和随机风干扰的条件下,将所设计的跟踪制导律应用于导弹质点运动仿真,并与基于小扰动模型设计的LQR跟踪制导律进行比较。结果表明,基于反馈线性化所设计的制导律性能更好。     

稳态运动目标对反舰导弹命中精度影响因素仿真分析

舰艇机动性能直接影响到反舰导弹命中精度.通过建立比例导引法制导导弹侧向落点偏差量分析模型,并对相关问题进行仿真计算,分析研究了当舰艇采用不同机动方式规避导弹攻击时,对反舰导弹命中精度产生的影响效应,在反舰导弹使用中应考虑这种影响.     

考虑适配器弹性的潜射导弹出筒载荷特性研究

同心筒水下垂直发射导弹时潜艇是具备一定艇速的,相当于给弹体增加了侧向横流,其影响在弹体出筒阶段尤为显著,带来发射安全性和弹体结构载荷相关的诸多问题。为获得在时间和空间维度上置信度更高的导弹出筒载荷特性,并采用较少的假设,首次提出并建立了考虑适配器弹性约束和弹体三自由度的耦合求解流场和弹体运动的非定常数值模型。阐述了筒口气泡弹性对弹体载荷特性的影响,同时获得了出筒过程中的弹体运动、受载及适配器变形情况。仿真结果表明：由艇速产生的横流造成的振荡特性对导弹发射产生不利影响。结果可为同心筒水下垂直发射安全性评估和弹性结构设计提供研究方法。     

潜艇垂射导弹出筒姿态的研究

导弹出筒姿态是影响全系统性能的重要因素.通过建立潜射导弹动力学模型,研究了艇速、适配器刚度等发射条件对潜载垂直发射导弹在横向流作用下的受力和出筒姿态参数的影响.数值解析结果表明,增大艇速会使导弹的承受载荷变大,出筒姿态恶化;提高适配器的刚度可以有效减小弹体出筒时的俯仰角度以及角速度.     

主动防御非奇异终端滑模协同制导律

由于在大气层外突防的弹道导弹机动能力很小易被导弹防御系统拦截,因此研究提高突防概率的有效手段具有重要的实用价值。提出基于主动防御方式的分阶段非奇异终端滑模协同制导律,防御导弹的制导过程分为阶段1和阶段2两个阶段。阶段1设计基于视线三角制导策略的制导律,防御导弹将自身控制在目标和拦截导弹的视线上,能有效降低防御导弹需用过载,对相对运动模型进行近似,带来的误差比较小;阶段2设计零化视线转率策略的制导律,使用更加精确的相对运动模型,避免了阶段1近似建模在制导后期带来的较大误差。仿真计算结果验证了该制导律的有效性。     

导弹发射瞬时运动安全性分析导弹发射瞬时运动安全性分析

针对导轨式发射导弹过程中,由于推力偏心作用使导弹出箱过程出现低头效应,影响导弹发射安全性的问题。选择某一典型算例,通过受力分析及仿真计算模拟导弹出箱姿态,得到导弹发射过程中的低头角度、下沉量等关键数据,同时,考虑了导弹质心位置前移以及受到风载荷作用下对导弹的低头角的影响作用。为弹箱协调设计以及滑块与滑轨间隙设计提供了依据。     

水下弹射模型弹弹道复现算法

介绍了潜射弹道导弹水下发射技术研究过程中的一些特点,假设了一种水下弹射模型弹运动参数的捷联式测量方法,导出了考虑发射潜艇6自由度运动条件下模型弹的初始运动条件,给出了弹体转动运动微分方程的方向余弦形式、四元数形式的解析解,推导了根据测量参数求模型弹的姿态角、质心坐标和速度的算法.     

基于理想视线的弹道成型最优导引律

寻的导弹在追踪目标的过程中,常遇到由于背景过于复杂而锁定目标失败的情况,例如在导弹下视攻击低空目标时,强地面背景和地杂波干扰常常导致导弹无法正常截获或跟踪目标。提出一种以理想视线为控制目标的建模方法,并在约束终端弹目相对运动方向和弹道过载的基础上,设计了一种弹道成型最优导引律。该导引律并不直接控制终端相对速度矢量,只在所设定的理想视线的垂直方向上进行控制,从而导引律形式更简单,扩展性更强。通过数字仿真表明,所设计的导引律能够较好地实现末端弹道成型要求,并且过载分配更为合理,可有效减小地面背景和地杂波干扰对导引头截获跟踪的影响。     

多导弹协同作战制导律研究

为了增强多枚反舰导弹协同作战时的突防和打击能力,提出了一种由弹目距离协同制导律和视线角速度收敛制导律两部分组成的多导弹协同制导律。综合多枚导弹的弹目距离信息,设计了期望弹目距离。基于比例导引律建立了导弹目标相对运动非线性模型,采用时标分离原理将其分为快变子系统和慢变子系统,然后采用动态逆系统理论将2个子系统反馈线性化,基于线性系统理论设计了能够实现多弹弹目距离趋于期望弹目距离的制导律。为了保证各导弹顺利地协同攻击目标,在飞行末段,采用有限时间控制理论设计了在弹目距离逐渐缩小的过程中视线角速度在有限时间内快速收敛到零的制导律。仿真结果表明:采用该协同制导律能够使多枚导弹以期望的弹目距离同步接近目标,最后几乎同时命中目标,有效地实现了弹目距离和攻击时间的协同。     

空基跟踪测量导弹的方法研究

根据地球同步卫星的轨道特点,用安装在卫星上的外弹道测量仪器,测量得到导弹相对于卫星的运动参数,并实时地计算出该时刻同步卫星的轨道根数,通过坐标转换就得到导弹相对地面测量站的运动参数,从而实现及早对来袭导弹进行预警,以及直接测量我方导弹落点位置。     

导弹热发射方式增推效能研究

为研究导弹热发射增推效能,设计了3种不同方式的排导空间。建立导弹热发射过程的控制方程和导弹全区域结构化网格模型,使用计算流体力学方法进行仿真,分别采用2阶迎风格式和全隐式方法进行空间离散和时间离散;计算了3种不同排导空间条件下导弹的出筒过程、出筒速度,分析导弹发射时筒内气动特征和导弹在发射筒内运动时增推力随导弹位移的变化过程。数值计算结果与原理验证试验结果符合较好。对不同条件下导弹出筒速度的仿真计算结果表明,采用筒式热发射,可以通过改变排导空间的方法实现燃气能量的再利用,将筒内燃气的气动力转换为推动导弹运动的推力,形成额外的增推力,提升导弹筒内运动速度,降低导弹出筒消耗的能量。