状态信息和轨道信息下的非合作目标精密跟踪技术

针对随机脉冲推力控制下的空间机动目标跟踪问题,提出一种基于状态信息和轨道信息的实时跟踪算法。该算法通过基于机动推力a-β动力学模型和改进当前统计模型的并行计算滤波器,完成空间非合作目标高精度实时跟踪。同时,利用直观的轨道信息,完成机动检测,采取重置滤波参数的方式获得更快的收敛速度和稳健性。仿真实验表明该算法可有效检测机动,实现了对非合作目标机动目标的轨道确定,具有一定的工程实用性。     

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.     

航天飞机轨道飞行控制系统

引言航天飞机轨道飞行控制系统(FCS)供航天飞机入轨后作圆轨道飞行使用,并一直工作到航天飞机脱离轨道,作再入机动飞行为止。轨道飞行控制系统主要包括:敏感元件、航天飞机计算机系统、控制操纵装置、反作用控制系统(RCS)、轨道机动系统(OMS)、数字自动驾驶仪(DAP)、乘员接口及冗余管     

航天飞机轨道飞行控制系统

引言航天飞机轨道飞行控制系统(FCS)供航天飞机入轨后作圆轨道飞行使用,并一直工作到航天飞机脱离轨道,作再入机动飞行为止。轨道飞行控制系统主要包括:敏感元件、航天飞机计算机系统、控制操纵装置、反作用控制系统(RCS)、轨道机动系统(OMS)、数字自动驾驶仪(DAP)、乘员接口及冗余管理。     

基于STK/Astrogator的Lambert拦截制导摄动修正

Lambert算法设计的拦截制导律在飞行时间较长时存在上百公里级的脱靶量.通过STK中的Astrogator模块进行修正,利用其中的高精度轨道机动仿真模型模拟真实摄动环境,利用其中的Target Sequence子模块进行修正参数的设置并执行修正过程.算例表明,对脉冲和有限推力拦截制导律进行修正后,均能够实现零脱靶量,而且不需要增加燃料消耗,验证了算法的有效性和便利性.     

非线性动态逆在大攻角导弹控制系统设计中的应用

导弹在大攻角飞行时,非线性及耦合严重,本文对推力矢量控制的空空导弹的控制系统进行了研究。根据导弹状态变化快慢不同,在奇异摄动理论的基础上,采用非线性动态逆设计了导弹的控制系统,并对导弹大攻角有侧滑飞行进行了仿真,结果表明文中设计的控制系统可以很好地控制导弹作机动飞行。     

IGSO星座分析与优化设计

通过对典型IGSO星座摄动影响下星座构型分析,得到影响卫星轨道的主要摄动因素,并对IGSO星座进行长期演化分析,同时评价星座的稳定性。提出IGSO星座的优化设计方法：以一种双“8”字形、共轨道面的IGSO星座构型为例进行星座设计,设计变量包括卫星数目、轨道倾角、2个星座的交点地理经度,每个星座中第1颗卫星的相位角。采用多目标优化算法得到优化结果,以及星座的三维结构和星下点轨迹。分析结果表明方法合理有效,该星座构型具有较好性能。     

基于速度增益制导的大椭圆转移中段制导方法研究

针对大椭圆转移中初始偏差和长时间飞行中摄动因素导致的方法偏差较大的现象,需进行中段轨道修正。基于显式制导的思路,采用速度增益制导,研究了考虑项摄动有限推力条件下的中段轨道修正方法,并通过优化修正时间设计了终端偏差小、燃料消耗少的中段修正优化轨道。针对不同初始偏差工况通过数学建模仿真进行了验证,结果表明该方法可行。     

轨道机动拖船

美航宇局恳求航宇工业界提出有关轨道机动拖船方案的建议。轨道机动拖船又称为灵活性空间拖船,将用来把近地轨道上的卫星送到航天飞机达不到的高轨道,计划在1990年作第一次发射。这种轨道机动拖船将成为以航天飞机为核心的空间运输系统的辅助系统。虽然已经证明航天飞机是往返于近地轨道和地面之间运送卫星、设备的有效运载工具,但是它所     

空天飞行器轨道拦截策略研究

在分析空天飞行器（aerospace vehicle,ASV）的概念及其使命任务的基础上,针对ASV的特点,依据轨道动力学,探讨了ASV拦截同一圆轨道上及共面不共轨圆轨道上目标的策略。其中,在同一圆轨道上的拦截讨论了椭圆机动和快速机动两种拦截方案;在共面不共轨圆轨道上的拦截讨论了霍曼轨道机动、双椭圆轨道机动以及快速轨道机动三种拦截策略。在每一种拦截策略中均详细分析了拦截时间、拦截所需速度增量、拦截轨线长度等。最后通过仿真分析了各种拦截策略的优缺点。     

基于模糊自抗扰的直升机障碍滑雪机动控制

为了提高直升机在机动飞行过程中的解耦性和未知扰动抑制能力,采用基于模糊与自抗扰的复合式控制 结构,设计直升机障碍滑雪机动控制器。分析ADS-33E-PRF 要求的直升机障碍滑雪机动过程中状态量的关系和控 制逻辑,在角速度环设计扩张状态观测器对未知扰动进行观测并加以补偿,在姿态环根据误差及其变化速率引入模 糊规则对控制律参数进行在线优化。针对无风扰和有风扰的飞行环境,开展障碍滑雪机动算法设计与仿真验证。结 果表明：在2 种飞行环境下,直升机飞行轨迹上下边界均控制在15.24～30.48 m 以内,达到标准中定义的满意品质 指标,验证了所采用的控制策略能够有效地估计出机动飞行过程的外部扰动,提高控制系统的抗干扰能力。     

双欧控制法在运载器水弹道中的应用

潜射导弹运载器采用水平发射、垂直出水攻击方式时,常规的水弹道控制系统因欧拉姿态角奇异等问题难以正常工作。采用正反欧拉角2套姿态描述系统,利用各自的奇异特点,设计了在弹道初始阶段利用正欧拉角控制规避和爬升弹道、末期利用反欧拉角精确控制出水俯仰角至90的双欧拉控制法,并进行了仿真试验。仿真结果表明,利用双欧拉控制法既可以保证弹道数据的直观性,又可大幅提高运载器出水俯仰角的控制精度。该方法不但可以用于运载器水弹道控制方案设计,亦可用于同类别的涉及大姿态机动的控制系统设计。     

空战机动飞行轨迹生成与控制

针对依赖于标准机动动作库或者驾驶员经验的机动控制问题,提出一种基于蒙特卡罗树搜索算法生成机 动轨迹的方法,只需给定目标机动动作的初始和终止状态,通过反复搜索即可得到达成机动目标的操作序列;并设 计前馈加反馈的复合控制器来提高轨迹跟踪的效果。实验以筋斗机动为例进行验证,仿真结果表明：得到的筋斗参 考轨迹各项指标均接近职业战斗机飞行员的最佳表现;同时与传统的PID 控制器进行对比,证明了复合控制器能显 著提高筋斗轨迹的跟踪效果,为解决机动控制问题提出了一种有效的解决方案。     

空战机动飞行轨迹生成与控制

针对依赖于标准机动动作库或者驾驶员经验的机动控制问题,提出一种基于蒙特卡罗树搜索算法生成机 动轨迹的方法,只需给定目标机动动作的初始和终止状态,通过反复搜索即可得到达成机动目标的操作序列;并设 计前馈加反馈的复合控制器来提高轨迹跟踪的效果。实验以筋斗机动为例进行验证,仿真结果表明：得到的筋斗参 考轨迹各项指标均接近职业战斗机飞行员的最佳表现;同时与传统的PID 控制器进行对比,证明了复合控制器能显 著提高筋斗轨迹的跟踪效果,为解决机动控制问题提出了一种有效的解决方案。     

机器鱼双闭环正弦形轨迹跟踪控制方法

为实现机器鱼位置和姿态的实时轨迹跟踪控制,通过将姿态控制作为内环、位置控制作为外环的方式设计双闭环控制算法。内环通过采用滑模控制器使得其收敛速度大于外环,保证闭环控制系统整体稳定性,通过李亚普诺夫稳定性定理证明机器鱼位置姿态双闭环控制系统具有渐近稳定性。仿真结果表明：该方法可有效控制机器鱼纵垂面轨迹的实时追踪;实验中机器鱼完成预设运动共耗时12 s,其轨迹最大误差和平均误差分别为0.078 m和 0.052 m,验证了双闭环算法在机器鱼轨迹跟踪控制中的有效性和高效性。     

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。     

基于自抗扰控制的导引律

考虑目标机动和驾驶仪动态等情况,提出了一种基于自抗扰控制理论和反步法设计思想的新型制导律。将目标机动和驾驶仪参数不确定分别当成系统的扰动。将包含驾驶仪动态特性的制导环路,分作外环和内环分别进行控制器设计。外环自抗扰控制器用于控制切向相对速度收敛到零。抑制目标机动及系统非线性项对视线稳定性影响。内环自抗扰控制器用于跟踪外环输出的虚拟控制,补偿驾驶仪动态及驾驶仪参数不确定性对于制导精度的影响。仿真结果表明,设计的算法能够有效地实现制导目的,在目标作大机动且考虑驾驶仪动态情况下,仍然具有很高的制导精度。     

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。     

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。     

基于脉冲点火弹头平面机动的被动段弹道设计

机动突防是提高弹道导弹生存能力的重要手段之一.提出了一种基于脉冲点火的弹头平面机动的被动段弹道设计一般方法,该方法不同于经典方法和其他弹头机动弹道设计方法.由这种方法设计出来的弹道是由几条曲线段拼接而成.推出了限制点火约束方程的一种更简单形式,描述了解限制点火约束方程的方法,给出了2个仿真实例.仿真结果显示基于脉冲点火的弹头平面机动可提高导弹抵御反导系统的能力,证明了该方法的可行性.