基于伴随法的比例导引制导精度研究

根据初始瞄准误差、导引头角噪声、目标闪烁的特点,分别建立对应的比例导引制导模型,广泛采用伴随法,得到其伴随模型,并利用无量纲归一化方法,得到无量纲脱靶量与制导系统各参数的关系,仿真结果表明制导系统的脱靶量与有效导航比、系统阻尼、带宽与脱靶量密切相关,低阻尼、低带宽对制导系统的脱靶量有不利的影响;由角噪声、目标闪烁引起的脱靶量并不随末导时间的延长而减小趋于零,而是趋于稳定的常值。     

考虑导引头耦合作用的带落角约束制导律设计

针对制导火箭弹弹体与导引头之间的动力学耦合等问题,提出了一种带落角约束的制导律设计方法。首先,考虑到飞行过程中导引头和弹体之间的耦合作用,建立了方位俯仰捷联式导引头的二自由度数学模型以及制导火箭弹的六自由度数学模型,然后,考虑到实际工程应用中导引头与弹体之间的动力学耦合因素,将导引头框架偏转角作为制导信息,设计了一种带落角约束的制导律,实现最大毁伤效果。最后,通过仿真分析验证了所设计的带落角约束制导律能够在保证落角精度的同时降低脱靶量。     

导引头测量误差对脱靶量的影响

以寻的导弹制导系统数学模型为背景，研究导引头测量误差对脱靶量的影响。根据导引头测量视角速度原理，在引入角噪声的条件下，通过仿真计算，对结果进行统计分析，给出寻的导弹终端脱靶量的数量级。     

导引头量测误差对落角约束最优制导律制导精度的影响

为研究导引头量测误差引起的落角约束制导系统制导精度问题,引入扩展的落角约束最优制导律,考虑导引头视线角速率零位误差、视线角零位误差和导引头探测器角噪声,利用无量纲化方法和伴随函数法对制导精度进行研究。研究结果表明:当无量纲末导时间大于15时,由视线角零位误差引起的脱靶量基本收敛到0,落角误差收敛到稳态值;大的导航系数有利于消除视线角速率零位误差对制导系统的影响;导航系数越大,探测器角噪声引起的稳态脱靶量/落角误差也越大;提高导引头的响应比提高驾驶仪的响应更有利于提高制导精度。     

捷联成像导引头隔离度寄生回路及其内部动力学影响研究

针对捷联成像导引头实际工程应用中的隔离度寄生回路问题,分析了隔离度寄生回路产生的原因,建立了可反映不同内部动力学结构的制导回路及其隔离度寄生回路模型。通过无量纲化法,研究了无量纲剩余制导时间、不同内部动力学和导引头延时对隔离度寄生回路稳定域的影响。利用无量纲伴随函数法,研究了隔离度及其不同内部动力学对比例导引制导系统的影响。研究表明,刻度尺系数误差引起隔离度寄生回路正反馈稳定域受制导剩余时间的影响,隔离度负反馈的稳定域受到制导系统内部动力学影响;相位滞后引起的隔离度寄生回路稳定性主要受导引头延时的影响。隔离度正反馈对比例导引制导系统影响大于负反馈,脱靶量随着隔离度水平的增大而加大。制导系统内部动力学结构影响制导系统精度。     

天线罩误差对无线电制导导弹性能的影响

通过对天线罩误差形成原因的分析,提出了一种更合理的天线罩误差模型;基于该模型,研究了天线罩误差对制导系统稳定性的影响,分析了不同噪声源下各参数对无量纲化脱靶量的影响,为优化天线罩设计和气动外形设计提供依据,以确保天线罩和气动设计之间取得合适的平衡,使系统能够在实际可能出现的参数范围内工作良好。     

对光电制导系统干扰效果的评估方法

研究了光电干扰设备对光电制导系统干扰效果的评估方法,针对3种不同的干扰试验方法分别提出了相应的干扰效果评估准则.对于仿真试验,可以根据实施干扰 后,制导武器的脱靶量是否超出未受干扰时正常制导精度的3倍,判定干扰是否有效,并依据干扰成功率的大小划分干扰等级;对于实弹干扰试验,可以根据脱靶量是否超出正常制导精度的3倍,或杀伤半径来判定干扰是否有效;对于模拟飞行干扰试验和地面试验,可以根据导引头的跟踪脱靶量是否超出导引头正常跟踪精度的3倍,或导引头在靶平面上的跟踪脱靶距离,是否超出应用该种导引头的制导武器的杀伤半径来判定干扰是否有效.     

雷达导引头天线罩误差对制导精度影响研究

为分析天线罩误差对脱靶量的影响,首次通过伴随法及无量纲化方法建立了包含天线罩误差寄生回路的无量纲化制导回路,给出了不同噪声输入下的无量纲脱靶量表达式。经仿真给出了寄生回路的稳定域及噪声输入下天线罩误差变化时的无量纲脱靶量曲线,仿真结果表明:除噪声功率谱密度、弹目相对运动速度和制导系统自振频率会影响脱靶量外,较小制导系统阻尼对天线罩误差更敏感,负的天线罩误差比正的天线罩误差对稳定性影响更大。     

大离轴角发射导弹导引头跟踪回路对制导系统影响分析

针对大离轴角发射的红外型导弹采用平台式导引头跟踪回路的特点,分析了平台式导引头跟踪系统的稳定回路增益变化、速率陀螺的加速度敏感特性以及弹体的运动耦合这三个不确定性对导弹制导控制系统的稳定性以及最终脱靶量的影响。通过仿真表明,这三个不确定性对制导系统有重要的影响。文中研究对导引头跟踪回路系统的工程实现有一定的理论指导和参考意义。     

平台式导引头跟踪回路对制导系统的影响

针对应用速率陀螺的伺服平台式导引头跟踪回路的导弹制导控制系统特点,分析了伺服平台式导引头跟踪系统的稳定回路增益变化、速率陀螺的加速度敏感特性、弹体的运动耦合以及导引头天线罩斜率等不确定性对导弹制导控制系统的稳定性以及制导回路最终脱靶量的影响。对上述的影响因素分别进行了理论推导与数学仿真,仿真结果表明,上述不确定性对制导系统有重要的影响。该研究对平台导引头跟踪回路系统的工程实现有一定的理论指导和参考意义。     

基于激光制导的高速拦截制导精度分析

防空领域中存在拦截目标速度高,控制时间短等难题。基于Simulink模块仿真,搭建激光末制导回路并构造该回路的伴随系统,仿真分析了随着弹-目接近速度不断提高,激光导引头在不同响应速度条件下,导引头角速度测量误差、角速度噪声以及导引律中的角度约束等因素所引起的脱靶量随末制导时间的变化规律。结果表明,提高激光导引头的响应速度能够有效降低弹-目接近速度提高所带来的影响。若弹-目接近的马赫数达到4以上,导引头带宽至少需大于80Hz,才能使得制导精度不会随着接近速度的提高而进一步的降低。     

虚位技术对相控阵雷达导引头制导性能的影响

为了研究相控阵雷达导引头（PARS）采用虚位技术后对导弹制导性能的影响,根据天线单元置相原理,分析了波束指向误差斜率（BSES）产生的原因,推导了弹体扰动下含有BSES的视线角速率输出传递函数,对其幅值及相角变化规律进行了分析。同时,根据波束空间指向角度关系,建立了BSES寄生回路模型,利用劳斯判据研究了不同虚位数对寄生回路稳定边界的影响。在雷达典型噪声输入条件下,利用参数无量纲化方法研究了不同虚位数对脱靶量的影响。研究表明：PARS采用虚位技术后将产生BSES,虚位数越大,BSES越大,在相同条件下寄生回路越容易失稳,所带来的脱靶量越大,接收机噪声比目标闪烁噪声对脱靶量的影响更大。因此需要根据不同的虚位数进行不同指向区间的误差标定,降低BSES,提高导弹末制导精度。     

弾道修正弹六自由度弹道仿真研究

对弹道修正弹武器系统组成和工作原理进行了研究，建立了脉冲作用力及力矩模型、分析了弹道修正使用的追踪制导律，提出了建立其六自由度弹道模型的方法，利用弹道修正弹六自由度弹道仿真程序对末段修正典型弹道、探测器光轴运动轨迹以及脉冲作用点对脱靶量的影响等进行了仿真，计算结果表明在弹体质心附近使用直接脉冲控制力对末段弹道进行修正可以达到较好效果，采用速度追踪方式能够得到较小的脱靶量。     

攻击地面群目标的空地导弹雷达与红外复合制导方法

单一雷达制导的空地导弹在攻击地面群目标时,往往因为末制导阶段雷达导引头不能锁定单一目标而导致攻击失败。针对该问题,提出一种雷达与红外复合制导方法。建立四波束天线雷达导引头模型和六辐射计红外导引头模型,设计一套包含雷达单独制导、雷达与红外共同制导和红外单独制导3个阶段的雷达与红外复合制导方案,实现空地导弹对地面群目标攻击过程的仿真。以导引头误差角、导弹过载以及脱靶量为指标,对比分析单一雷达制导模式和复合制导模式下的攻击效果。仿真结果表明,在目标数量较多的情况下,相对于单一制导模式,复合制导模式下的导弹过载更稳定,命中率更高。     

扩展的多约束最优制导律及其特性研究

为满足侵彻攻击空地导弹末端制导要求,解决当前多约束制导律终端攻角控制问题,设计了包含受剩余飞行时间决定的控制量权函数,并引入到最优问题的目标函数中,基于线性二次最优控制理论推导得到一种扩展的多约束最优制导律。利用指令随时间变化解析表达式及伴随系数法,对制导律加速度指令变化规律及无量纲脱靶量特性进行了研究,证明了制导律指令的收敛性,从而为终端攻角控制创造了有利条件。同时,讨论了制导律增益n的设计原则。结合工程应用的需要,分别提出了一种制导初始条件设计方法及最大需用加速度的估计方法,可有效减小导弹末端机动。通过仿真验证了制导律及分析结论的有效性。     

捷联导引头寄生回路分析及其品质测试研究

为研究隔离度寄生回路对捷联图像导引头的影响,建立了捷联导引头隔离度寄生回路模型。通过无量纲化后得到无量纲特征方程,利用劳斯判据研究了制导参数、陀螺和探测器的刻度尺偏差和动力学偏差对稳定域的影响,并分析寄生回路对制导动力学的影响,建立非线性仿真模型;利用蒙特卡洛法研究脱靶量随刻度尺偏差和动力学偏差的变化规律,建立了半实物开环仿真测试系统,对隔离度寄生回路品质进行了评价。研究结果表明：角速率陀螺与探测器之间的刻度尺误差和动力学不匹配是引起隔离寄生回路的主要因素,其差值的正负分别代表隔离度寄生回路反馈的正负特性;正反馈的稳定域要远小于负反馈的稳定域,并且脱靶量对制导系统偏差的敏感度更大;为了提高系统阻尼,提高导弹末制导精度,需采用五轴转台半实物仿真测试系统对隔离度寄生回路的阻尼特性进行测试标定,或者消除刻度尺误差,完成动力学匹配,进而消除寄生回路的影响,或者构造负反馈寄生回路以减弱其影响。     

多约束制导律与导引头隔离度制导匹配性研究

针对导引头隔离度影响多约束制导系统稳定性与制导精度的问题,推导了一种多约束制导律（GLMC）,在此基础上构建了考虑导引头隔离度的多约束制导模型。研究了导引头隔离度和制导参数等对制导系统稳定性的影响规律,采用伴随函数法,分析了有无导引头隔离度影响情况下GLMC制导性能变化规律。结果表明,减小制导时间常数、增大隔离度幅值,以及剩余飞行时间的减小都会降低系统稳定性。GLMC能容忍的隔离度水平大约为1%,在实际工程应用中,要保证GLMC较为先进的制导性能,需严格控制导引头的隔离度水平,降低寄生回路对制导系统稳定性的影响。     

水下微分对策协同拦截制导策略

为提高对未知目标的拦截能力,基于博弈理论,研究了一种由水下拦截器和我方舰艇协同防卫来袭目标的微分制导策略。该策略在三方对策关系基础上,结合视线指令构造协同约束,建立三方自导约束模型,以终端脱靶量和最小能量为性能指标进行协同对策制导律设计。利用伴随原理解决终端问题方法导出具有反馈控制的“零效脱靶量”,并以滚动时域法对制导参数进行实时预测。通过对可捕获条件下不同制导方式来袭目标的拦截仿真表明：在相同条件下,该制导策略弹道性能良好,不受目标机动形式的限制,具有较强的鲁棒性和稳定性。