初始段大离轴制导律研究

研究了一种空空导弹大离轴发射制导律问题,首先建立制导系统平面拦截数学模型,从理论上分析大离轴发射的制导约束需求;在其基础上利用李雅普洛夫分析方法,以零化离轴角进行制导律的推导,并考虑导引头和惯性测量单元所能得到的信息源形成实用性强的简化制导律;最后在大离轴情况下应用大离轴制导律和比例导引律进行了数字仿真计算,仿真结果表明:给出的大离轴制导律较比例导引律性能更佳。     

近距空空导弹中末制导导引头交接班策略及截获概率研究

文中针对无数据链发射条件下的复合制导方式,提出了一种适合于实际工程应用的近距空空导弹中末制导导引头交接班策略,用来得到导弹交接班时刻,最佳飞行方位,导引头初始预偏角.同时根据新一代近距空空导弹的技术特点,设定目标的多种典型机动运动方式,给出具有随机启动时刻的目标机动域,以及导引头截获概率的计算方法.以截获概率为性能指标,对这种方法进行讨论,得出目标机动对导引头截获概率的影响.实例仿真结果初步证实该策略方法是简便可行的.     

协同制导条件下空空导弹中末制导交接班能力

协同条件下空空导弹的中末制导交班能力是导弹制导的重要性能,文中从协同制导条件下中制导信息的完整性、准确性、实时性和中末制导交接班误差源信息分析出发,建立中末制导交接班模型并通过仿真对数据链刷新率、制导交接前后目标状态的估计误差对协同条件下中末制导交班误差的影响进行了计算分析,为协同条件下导弹的中末制导交班研究提供了理论参考。     

适用于大离轴角发射的非线性最优制导规律

按照导弹－目标间的非线性运动学模型,设计了一种非线性制导规律,这种非线性制导规律对大离轴角发射条件具有快速的弹道收敛特性,对一角速度测量噪声,未知目标机动等鲁棒性好,可用于战术导弹性的精确制导。     

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。     

一种红外空空导弹全向制导律设计与仿真

为实现全向攻击,红外空空导弹需要解决全向制导律设计问题。基于虚拟目标算法和大离轴制导律,提出了一种三维空间全向制导律。全向制导律与大离轴制导律具有统一的形式,但越肩发射初始转弯段和末制导段的制导信息来源不同。针对几种典型攻击条件进行了数字仿真。分析表明,全向制导律具有良好的越肩发射或擦肩发射性能,能够应用于红外空空导弹全向攻击制导设计。     

大离轴发射条件下空空导弹快速转弯制导律研究

针对大离轴发射条件下的近距格斗导弹,分析了大离轴制导的要求,提出了适用于大离轴制导阶段的快速转弯制导律,并进行了推导及分析。在建立的制导系统仿真模型的基础上,进行了数字仿真,结果表明快速转弯制导律有效的提高了导弹大离轴发射截击目标的能力。     

基于虚拟导引头的航空炸弹最优制导律研究

为消除卫星制导高度误差的影响,从而提高命中精度,卫星制导炸弹最优制导律必须满足大弹着角约束条件。文中在分析航空制导炸弹信息获取的基础上,提出并建立了卫星制导虚拟导引头数学模型;基于该虚拟导引头,研究了带有弹着角约束的最优制导律,并进行了六自由度全弹道仿真。仿真结果证明,该制导律响应速度快,弹着角性能提高约60%,具有较好的制导精度,同时制导参数设置简单,易于工程实现。     

基于领弹-从弹架构的无导引头导弹协同定位与制导方法

针对无导引头导弹在采用现有制导律时定位误差会产生较大脱靶量的问题,通过双领弹的领弹-从弹协同架构,设计了一种协同定位与制导策略,以实现无导引头导弹对静止目标的精确命中。基于扩展卡尔曼滤波,提出了一种无导引头导弹的协同定位方法。该协同定位方法与比例导引结合时存在终止时刻过载指令过大问题,因此设计一种新型变系数比例导引律,分析了变系数比例导引律的制导系数对脱靶量、终止时刻过载与最大过载的影响。仿真结果表明：采用所提出的协同定位方法可减小具有定位误差的无导引头导弹脱靶量,而采用变系数比例导引律可避免终止时刻过载指令过大。     

利用导引头控制无人飞行器模拟导弹制导过程的试验研究?

为了探索一种简便经济的导弹制导模拟方法以满足电子对抗试验需要,提出了一种利用导引头控制无人飞行器以模拟导弹制导过程的方法,利用电视导引头搭载无人飞艇进行了飞行试验验证。基于飞艇飞控系统纵向控制通道的分段式PID控制器以及特别设计的制导指令生成模块,利用电视导引头测量的目标信息,分别按照两种导弹导引律控制和引导飞艇向目标飞行。对试验结果的定量分析表明,飞艇按照预设导引律成功实现了制导飞行。     

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。     

带视线角约束的多导弹有限时间协同制导律

针对多导弹在平面内从各自期望方向同时击中机动目标的问题,提出了一种带视线角约束且能打击机动目标的有限时间协同制导律。基于平面内的导弹-目标相对运动方程建立了考虑视线角约束的多导弹协同制导模型;在视线方向基于多智能体协同控制理论和积分滑模控制理论设计了多导弹分布式有限时间协同制导律,以保证所有导弹打击时刻有限时间趋于一致;在视线法向方向采用非线性干扰观测器对目标加速度在有限时间内进行估计,并基于有限时间滑模控制理论设计了带视线角约束的制导律,以保证导弹击中机动目标且其视线角有限时间内收敛到期望值。通过仿真验证了所设计的协同制导律可使多导弹从各自期望方向同时击中机动目标。     

空空导弹三维智能滑模导引律设计

提出了一种基于遗传算法优化RBF网络滑模变结构控制的空空导弹三维导引律,解决了一般滑模变结构控制中存在的抖振问题,提高了导引系统的鲁棒性。该导引律在目标机动的情况下,亦能实现很好的导引效果。仿真结果表明,该导引律与比例导引相比有较大的性能改善。     

大空域变轨的变结构制导律设计

为了对抗敌方远程舰空导弹的拦截,提高突防能力,反舰导弹的飞行弹道应采用大空域变轨弹道。基于虚拟目标的概念,建立了导弹-虚拟目标的空间追逃模型,设计了一种考虑末端落角约束的变结构制导律。先设置不同的空间虚拟目标,然后,利用所设计的制导律引导反舰导弹去追踪虚拟目标,反舰导弹实现了各种各样的大空域变轨弹道。只要虚拟目标的参数设置合适,在飞行中导弹的各项性能指标都能满足要求。弹道仿真表明,所设计的制导律是很有效的。     

带有不同视场约束的多导弹分布式协同制导

针对带有不同视场约束的多导弹,提出一种分布式协同制导策略。各导弹以固定周期与网络中的邻居导弹节点交互剩余距离信息,生成一致性误差。根据导弹视场范围和前置角,采用饱和函数将一致性误差生成协同一致律,以确保相关变量实现状态一致。当导弹相关变量状态一致且接近目标后,各导弹断开通信连接,独立导引至目标。依据反馈线性化、图论和矩阵理论,给出协同制导律成立的充分条件。与传统多导弹协同制导研究相比,所提协同制导律能满足导弹各自不同的视场约束要求,且通信负担较小。仿真结果表明,多导弹协同制导实现了对目标的齐射攻击,飞行过程中各导弹能始终锁定目标。     

考虑探测效能的有限时间协同制导方法

针对多飞行器协同拦截机动目标问题,基于有限时间控制理论设计了一种考虑探测几何构形的协同制导方法。假设飞行器具有1阶动力学特性,根据质点相对运动方程和协同探测原理建立了考虑探测几何构形的协同拦截模型。基于微分不等式理论给出系统状态有限时间有界和输入输出有限时间稳定的充分条件,并在此基础上设计了有限时间协同制导方法。该方法用度量矩阵刻画系统状态和输出动态品质,能够同时保证制导系统状态和输出在有限时间内有界和稳定。仿真结果表明：在目标进行不同程度机动情况下,所提制导方法均能够保证视线分离角收敛到预置角度、视线角速率收敛到0 rad/s且加速度不超过最大物理限制;与比例导引与最优制导方法相比,有限时间协同制导方法在探测和制导环节均具有较大优势。     

带末端角度约束的多导弹协同制导律设计

为了实现饱和攻击与饱和防御,提出了一种针对机动目标的多导弹协同制导律。建立了视线坐标系下的弹目相对运动数学模型,设计了三阶扩张状态观测器,对目标机动加速度项和运动方程中的耦合项进行观测与跟踪。在导弹飞行前段,基于滑模变结构理论设计了攻击时间可控的多导弹时间协同制导律; 在导弹攻击末段,基于有限时间控制理论设计了满足终端角度约束的制导律,给出了导引律切换条件。仿真结果表明:该复合导引律能够使多枚导弹在满足攻击末端角度约束的条件下实现攻击时间协同; 该制导律采用完备的空空导弹轨迹控制系统进行仿真,能够满足实际工程应用的要求。     

考虑自动驾驶仪故障的复合全局滑模制导律

为了提高对低空目标的跟踪精度,需将弹目视线角约束在布儒斯特角附近,以降低多径干扰对雷达导引头探测精度的影响。基于全局滑模控制的原理,设计出一种全局滑模制导律。该制导律可确保在跟踪拦截低空目标的过程中,将弹目视线角约束在布儒斯特角附近。该制导律由于使系统省去了趋近滑模面运动的过程,从而使系统具有全程鲁棒性。针对导弹自动驾驶仪执行制导指令时可能发生的故障问题,设计了一种虚拟指令作为故障扰动的补偿,结合所设计的虚拟指令,设计出一种复合全局滑模制导律。仿真结果表明,该复合制导律可大大提高系统的抗干扰性能,维持系统的稳定性。     

基于扩张状态观测器的攻击角度约束制导律

为满足现代战场对拦截弹特定攻击角度约束的要求,设计了一种自适应滑模制导律。以弹目视线角与视线角速率为状态变量,在二维平面建立了制导模型;采用一种自适应滑模趋近律,设计了具有攻击角约束的制导律;采用扩张状态观测器,对目标机动进行估计补偿,并用于所设计的制导律。进行了仿真分析,结果表明,所设计的制导律能够引导拦截弹以期望的角度命中目标,对于目标的机动具有一定的鲁棒性,能有效实现对目标实行特定角度攻击并基本满足零脱靶量的要求。     

一种适合于反坦克导弹的最优击顶制导律

运用飞行力学原理和最优过程理论，在考虑导弹击顶攻击坦克有弹道倾角要求的条件下，推导出了一种适用于反坦克导弹击顶制导的组合性能指标最优的导引律。并通过仿真计算论证了该导引律的有效性。