基于零化脱靶量的滑模变结构制导律研究

以零化反导导弹的脱靶量为基础,利用变结构控制理论和非线性运动学方程推导出一种能够适应目标做大机动的滑模变结构制导律.建立了目标做螺旋机动的数学模型,通过末制导仿真验证滑模变结构制导律在拦截三维螺旋机动目标时具有响应快速性,视线角速率和脱靶量较小,对高速大机动目标具有很好的拦截效果.     

PAC-3导弹可能开始低速率初始生产

１９９９年９月１６日,美国陆军在白沙导弹靶场成功地进行了爱国者先进性能－３（ＰＡＣ－３）导弹拦截Ｈｅｒａ女神再入弹道导弹目标的试验。此次试验是ＰＡＣ－３导弹工程与制造开发阶段的一部分,之后美国陆军必须决定是否开始低速率初始生产。１９９９年３月１５日,在白沙导弹靶场进行的ＰＡＣ－３导弹导引头试验中,ＰＡＣ－３导弹成功地拦截了一枚Ｈｅｒａ女神弹道导弹目标。ＰＡＣ－３是下一代碰撞杀伤导弹,用于拦截先进的战区弹道导弹、巡航导弹和飞机。在同一发射架中,ＰＡＣ－２导弹只能装４枚,而ＰＡＣ－３导弹则可装１６枚…     

“爱国者“导弹拦截战术弹道导弹的概率

按“爱国者”ＰＡＣ－２导弹的拦截作战顺序（即发现、拦截、杀伤），建立了“爱国者”ＰＡＣ－２导弹拦截战术弹道导弹的概率模型，并进行了仿真计算。得出的结论可供有关人员参考。     

再入机动弹头速度方向制导律设计及仿真

建立了再入机动弹道模型,设计了基于非线性系统精确线性化理论的再入机动弹头速度方向的时变最优制导律,实现了机动弹头速度方向的控制,通过三自由度机动弹道仿真证明该制导律是可行的。     

一种三维非线性免疫变结构制导律

针对导弹拦截过程中对目标机动未知的问题,将滑模变结构理论与免疫反馈理论相结合,设计了一种非线性免疫自适应变结构制导律。该方法首先根据李亚普诺夫稳定性理论,在滑膜变结构制导律的基础上,对目标的机动加速度进行自适应估计,消除了拦截过程中机动加速度干扰的非线性影响。其次应用免疫反馈的抗干扰和鲁棒性能,对滑模变结构控制中出现的抖振现象进行抑制和补偿。仿真结果表明,该制导律在目标作机动变速逃逸时仍能取得较好的拦截效果。     

随机最优控制理论在再入机动弹头制导中的应用

建立了机动再入弹头攻击地面目标的随机数学模型,根据再入机动弹头攻击目标的要求,选择合理的代价函数和控制量的约束方程,利用随机最优控制理论,结合再入弹头的运动学与动力学方程,获得再入弹头的最优制导律.该制导律在存在状态噪声和观测噪声的情况下能有效完成再入机动弹头的制导,并使系统满足一定的约束条件.将此最优制旱算法应用到某型再入弹头,通过计算机仿真验证了算法的正确性.     

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。     

陀螺光学耦合导引头在机动弹头中的应用技术研究

给出了激光末制导机动弹头系统原理.对陀螺光学耦合导引头进行了全面地分析,建立了导引头数学模型,包括定位原理模型和导引控制模型.对陀螺光学耦合导引头在末制导机动弹头中的应用尤其是对比例导引律的实现进行了论述,为下一阶段末制导机动弹头的仿真研究提供了有效依据.     

基于RBFNN增益调节的自适应滑模制导律

为提高末制导精度,设计了一种RBF滑模制导律.根据滑模变结构理论推导了一种基于零化视线角速率的滑模制导律,分析了目标机动与切换项增益的关系,利用RBF神经网络对切换项增益进行在线估计,最后将所设计的RBF滑模制导律与滑模制导律、比例导引律进行仿真对比.仿真结果表明所设计的制导律能实时调节切换项增益,有效拦截不同的机动目标,减小了脱靶量并提高了系统的鲁棒性.     

考虑布儒斯特角约束的超低空机动目标拦截

为了提高防空导弹雷达导引头对超低空目标的探测跟踪精度,建立了超低空拦截模型; 基于变结构原理,设计了一种自适应变结构末制导律,并对该制导律进行了仿真验证。结果表明,该制导律可将弹目视线角约束在布儒斯特角附近,同时将视线角速率收敛至0,使多径干扰降到最小。针对超低空目标机动加速度受多径效应影响而难以准确测量和估计的问题,采用小角度线性化的方法对所设计的制导律进行改进。仿真结果表明,改进后的制导律具有理想的超低空拦截性能,且其在工程实践上更具有可行性。     

反导弹武器的进展

反导弹武器的进展人们认为，现在的爱国者导弹比它用作防御导弹更具威胁性。因此美国陆军创议研制性能先进并能有效拦截战区导弹的爱国者（ＰＡＣ－３）导弹计划。该导弹的两种竞争型号是装主动雷达导引头的改进的爱国者导弹和洛勒尔·沃特公司的命中－杀伤增程拦截器（Ｅ...     

弹道拦截的HP三维模型及自适应变结构制导律

HP（head pursuit）导引方法是将拦截器导引到目标轨道的前方进行拦截,拦截器的速度小于目标导弹的速度,从而可以解决拦截器导引头的气动加热问题,降低对拦截器探测设备的要求。在建立了HP导引方式的目标和拦截器三维制导模型基础上,对机动变速目标应用滑模变结构控制理论提出了一种自适应变结构制导算法,并设计了HP空间自适应变结构制导律,拦截器和目标导弹弹道拦截的三维数字仿真验证了模型和制导律的正确性。     

弹道导弹再入段跟踪制导算法研究

首先针对弹道导弹再入大气层后的弹道轨迹进行仿真建模。为解决当前目标跟踪算法中机动模型与再入类目标实际运动不匹配的问题,采用了基于弹道模型的目标跟踪算法。获得滤波结果中来袭导弹目标的每一时刻位置及速度信息后,利用比例导引制导方法,可以实现对来袭目标和拦截弹理想弹道轨迹的三维数据仿真。仿真结果表明,算法可以对导弹目标进行稳定的跟踪,对拦截弹进行精确的制导。     

基于相对速度偏角的舰空导弹三维制导律设计

针对舰空导弹拦截掠海飞行目标问题,考虑到目标具有强机动性和导引头对低空海面目标的视线角速度量测噪声,以及末制导在三维空间中进行,在建立空间导弹拦截目标相对运动模型基础上,选择空间导弹和目标的相对速度偏角作为零化目标,设计了一种具有强鲁棒性的基于零化相对速度偏角的空间变结构末制导律,给出了导引指令信息解算模型,仿真结果不仅验证了解算模型的正确性,还表明了在对抗目标大机动和低空目标视线角速度量测噪声等方面,所设计导引律比传统的空间末制导律具有更强的鲁棒性.     

基于ESO的目标机动补偿反比例制导律

为提高导弹制导系统对于高速机动目标的拦截效能,基于扩张状态观测器方法和反比例制导策略,设计了一种带扩张状态观测器的反比例制导律。考虑导弹自动驾驶仪动态特性,推导了平面内的制导模型; 设计了扩张状态观测器(ESO),将其与反比例导引策略相结合,设计了带ESO的反比例制导律,该制导律能有效估计目标机动并充分补偿制导律的不确定性干扰,有效提高制导精度; 将设计的带ESO的反比例制导律与经典比例制导律、普通反比例制导律进行仿真对比。仿真结果表明:所设计的带ESO的反比例制导律能减小弹目相对速度与脱靶量,适当地增加拦截时间,有效提高了制导系统对于高速机动目标的拦截效能。     

一种基于神经网络的最优中制导律

对于中远程导弹中制导段,提出了一种基于神经网络的最优中制导律,这种制导规律通过离线学习,能够在线实时工作.研究和仿真分析表明这种基于神经网络的最优中制导律与其他末制导律配合,可有效提高导弹拦截机动目标的性能.     

一种新型六自由度BP神经网络最优中制导规律研究

对于六自由度中远程导弹制导系统，提出了一种新型的基于BP神经网络最优中制导律，这种制导规律能在中制导时只使用导弹数据而不使用目标数据，这样可以使神经网络的结构减小，计算速度提高。研究和仿真分析表明，这种新型的六自由度BP神经网络最优中制导律与其他末制导律配合。可有效提高导弹拦截机动目标的性能。     

一种新型六自由度BP神经网络最优中制导规律研究

对于六自由度中远程导弹制导系统,提出了一种新型的基于BP神经网络最优中制导律,这种制导规律能在中制导时只使用导弹数据而不使用目标数据,这样可以使神经网络的结构减小,计算速度提高.研究和仿真分析表明,这种新型的六自由度BP神经网络最优中制导律与其他末制导律配合,可有效提高导弹拦截机动目标的性能.     

基于TLC方法的空-空导弹三维末制导律研究

针对导弹与目标之间的非线性运动学关系,在平行接近原理的基础上,结合轨迹线性化控制（TLC,trajectory linearization control）方法,为某型空-空导弹研究设计了一种新型的三维末制导律。仿真结果表明,所设计的基于TLC方法的制导律是有效的,且在目标机动情况下比传统的比例制导律以及滑模变结构制导律具有更好的制导性能。     

基于RBF神经网络的一种最优中制导律

对于中远程导弹中制导段,提出了一种基于RBF神经网络的最优中制导律,这种制导规律通过离线学习,能够在线实时工作.研究和仿真分析表明:这种基于RBF神经网络的最优中制导律与其他末制导律配合,可有效提高导弹拦截机动目标的性能.