终端角约束鲁棒制导律设计

研究优化制导系统性能,攻击具有终端角度约束地面目标的制导精度问题,存在测量误差的影响。为了提高精确制导律,提出一种考虑信噪比影响的H"非线性末制导律。以导弹与目标在纵向平面内的二维相对非线性运动为研究对象,建立弹目运动学模型,考虑信噪比的影响,以攻击末端姿态角度误差及控制能量最小为性能指标,基于准平行准则根据H∞理论设计鲁棒末制导律,并用Lyapunov稳定性理论严格证明了制导系统的全局渐近稳定性。最后根据制导精度及角约束条件给出量测系统测量信号的信噪比进行仿真,结果表明,设计的末制导律满足终端角度约束的要求,并提高了制导精度,为系统提供了依据。     

半实物仿真中导引头安装误差的影响分析

研究雷达导引头对导弹制导系统控制的影响,采用在导弹半实物仿真系统,对导引头安装误差会引入闭环仿真回路,使得制导控制系统性能发生变化,影响半实物仿真的逼真度.以雷达导引头安装误差引起的目标视线角误差为研究对象,深入分析误差产生原理并建立了误差数学模型,在分析其对制导控制系统影响的基础上,提出了解算前误差修正和目标辐射位置修正两种形式的误差补偿算法.仿真结果表明,两种算法均可解决导引头安装误差带来的目标视线角误差问题,在实际工程中可根据系统具体特点及仿真要求对误差补偿算法进行选择,都可取得较好的结果.     

一种新的具有攻击角度约束的末制导律设计

研究导弹末制导性能优化问题,在末端要满足攻击角度的约束条件,要求优化空地导弹末制导命中目标精度性能.针对导弹和地面目标所形成动态系统的非线性运动学关系,通过分析导弹在终端命中点角度约束条件,并利用零化视线角速率的设计思想,根据滑模变结构控制理论,提出了一种非线性滑模设计方法,得到了具有攻击角度约束的导弹的末制导律.同时利用Lyapunov稳定理论严格证明了制导系统的全局渐近稳定性.把末制导律应用于导弹系统并进行仿真,结果表明,在不需要任何目标运动信息的情况下,导弹都能获得期望的攻击角度约束和制导精度,证明导弹制导算法对地面目标有较强的鲁棒性.     

红外末制导导弹中制导数据链周期指标研究

研究中远程红外末制导导弹大离轴角发射中制导数据链周期指标优化问题。红外导引头由于视场角窄,截获距离随目标方位变化,中制导是保证导引头截获目标的基础。制导采用带离轴角补偿的真比例导引,数据链更新周期内目标运动位置采用外推法进行估计,对中制导数据链周期0.5s到3s研究了导引头最大截获距离和最小截获距离范围内导引头的截获性能,得到了中制导数据链周期指标的选择基准,并进行仿真。仿真结果表明,对发射后截获导弹制导系统优化设计具有参考价值。     

对地垂直俯冲攻击制导技术研究

建立了三维空间导弹和地面机动目标相对运动的模型。设计了非线性接近制导律和非线性垂直俯冲攻击制导律,从理论上分析了制导系统的稳定性和精度。该制导律所需测量的目标信息少,易于工程实现。数值仿真表明,在地面目标作复杂机动的情形,导弹仍能精确命中。     

关于射频目标跟踪半实物仿真系统设计北大核心CSCD

在雷达精确制导中,需要通过精确控制自动地把导弹引向目标。在研发测试过程中一般使用射频目标跟踪半实物仿真系统,通过控制天线阵馈电方案模拟目标位置,使三轴模拟转台控制导引头指向目标位置来测量精度。但是磨损等原因使得三轴模拟转台产生的机械误差和在天线阵设计过程中产生的计算误差都会对测试精度产生影响。根据以上提出了估算转台机械误差和天线阵计算误差对于制导系统精度影响的方法。转台误差的影响分析利用了多种坐标系转换,在计算误差的分析过程中使用了误差圆的概念,给出了计算误差对制导系统精度影响的分析方法。仿真结果表明,上述方法能够对使半实物仿真系统的测试精度进行较好优化,最终提高雷达制导精度。     

基于捷联导引头的制导信息解耦及滤波方法

近年来,随着现代化战争对导弹低成本、小体积要求的不断提高,捷联导引头制导体制逐渐成为了发展趋势。但是,与传统的平台导引头相比,捷联导引头的测量系统固连于弹体上,且在导弹飞行过程中,由于弹体运动的耦合效应,无法获取导弹在惯性空间下的视线角速度信息。本文研究了一种应用于捷联导引头平台的导弹制导信息解耦及滤波方法,解算出能够用于导弹比例导引的有效制导信息,并结合工程实际进行了数字仿真分析和中靶精度统计。仿真结果表明,该方法能够准确隔离弹体姿态对制导信息的影响,并能精确命中目标,为捷联导引头体制工程化应用提供了有效参考。     

拦截高速机动目标的非线性自抗扰制导律

为实现导弹对目标的高精度拦截, 本文提出了基于加权齐次函数的非线性自抗扰拦截制导设计方法. 首先, 提出了基于加权齐次函数的非线性扩张状态观测器在线估计视线角速率和由目标加速度等内外不确定性因素构成的总扰动. 其次, 设计了基于非线性扩张状态观测器的非线性自抗扰三维制导律对总扰动进行补偿, 该制导律克服了高阶非线性项与强耦合项等不利因素的影响, 提高了拦截制导精度. 本文通过分析误差系统的动力学行为证明了闭环制导系统的稳定性和收敛性. 本文提出的方法在拦截精度等方面优于已有的基于线性扩张状态观测器和基于fal函数的扩张状态观测器的自抗扰制导方法. 仿真结果验证了本文所提出方法的有效性和优越性.     

一种武器系统制导精度仿真方法研究

在武器系统制导精度优化控制的研究中,由于导弹的陀螺运动造成脱靶量增加.为解决上述问题,提出一种定量计算由螺旋运动引起的脱靶量的计算方法.首先根据螺旋运动对导弹飞行速度的影响机理,分析了螺旋运动对导弹质心运动的影响规律.然后考虑到制导过程中的多目标约束要求,采用共轭系统分析法推导了无量纲化的脱靶量显性表达式.最后建立了螺旋运动速度控制的导弹制导模型,在不同动力学模型和导引模型条件下分析了导弹的制导精度,进一步发现了导致武器系统制导精度大幅降低的主要因素.仿真结果表明,采用该脱靶量计算方法得到的仿真结果具有较好的可行性和正确性,为优化导弹螺旋运动速度控制和提高制导精度,提供了理论基础.     

一种改进的寻的制导信息估计方法研究

在精确制导的研究中,针对精确目标探测,研究了视线角可测情况下改进的 CB 观测器(Cost-Based Observer)的制导信息估计问题.在进行平面拦截中,根据非线性拦截运动学和一阶马尔可夫目标机动模型,建立了制导信息滤波的非线性状态方程.为了解决 CB 观测器不可观问题和提高目标信息估计的精度,提出了一种多状态相关系数矩阵加权组合方案,从而保证了观测器的可观性.采用比例控制制导系统进行仿真研究表明,改进的观测器制导信息估计精度提高,脱靶量明显降低,能够满足制导系统的状态估值性能要求.