纯方位角定位的单步最优观测轨迹算法

纯方位角无源定位时,观测平台的运动轨迹对目标最终的定位精度有重要影响。针对之前在求取观测平台最优轨迹时限制条件多、算法可能只是局部最优的问题,提出了一种观测平台的单步最优轨迹算法。计算机仿真算例表明:与通常的最优观测平台轨迹算法相比,该算法在求解最优轨迹时只需已知观测平台的初始状态,同时算法不受观测次数和终止条件的限制,具有较强的工程实用性。     

基于微分平坦的滑翔式再入轨迹优化设计

为优化设计多约束条件下高超声速再入轨迹,研究了一种基于微分平坦理论的数值方法.引入独立伪控制输入及其始终为零的附加约束,扩展系统的微分平坦属性,将初始优化问题转换到平坦输出空间中,避免积分运算的同时降低了设计维度;采用样条插值参数化平坦输出,将平坦输出优化问题转化为非线性规划问题求解.仿真表明:该方法能够较快的设计出满足约束的再入轨迹,具有一定的工程参考价值.     

姿态检测用地磁图的线性样条组合插值算法

针对双线性插值地磁图精度低的问题,结合地球磁场强度沿经线方向变化快、沿纬线方向变化慢的特点,提出地磁图的线性样条组合插值方法。该方法在经线方向上采用三次周期样条插值,在纬线方向采用线性插值的组合插值算法。以IGRF(国际地磁参考场)模型为参考依据,对线性样条组合插值进行的仿真和误差分析表明:线性样条组合插值法只需要7次加法和7次乘法便可以计算出地球磁场的分量,精度比双线性插值提高一倍以上,能够保证弹体滚转角检测系统实时准确地获取地球磁场信息。     

飞行轨迹角等斜率变化的时间最优爬升轨迹

以飞机在垂直平面的运动方程为基础,视飞机为一质点,在飞行轨迹角等斜率变化的飞行模式下,提出了一种基于网格线的离散型动态规划算法。计算表明,在规定的爬升范围内,应用离散型动态规划法,可快速计算出最短时间。最后通过仿真得到了飞机最短时间爬升的最优轨迹,验证了所提算法的可行性。     

远程倾斜转弯空空导弹最优爬升轨迹的计算

对带有壅塞式冲压发动机的空空BTT导弹,在中制导起始段的最优爬升轨迹进行设计,根据冲压发动机的特性,得出最小燃耗问题等价于最小时间问题的结论,利用参数最优化方法,将具有状态变量不等式约束、控制变量不等式约束、终端等式约束的最优控制问题转化为静态非线性规划问题.最后利用系贯加权因子法即SWIFT(Sequential Weight-Increasing Factor Technique)求解,得到最小飞行时间,给出最优爬升轨迹.     

一种基于最优的毫米波导引头目标搜索扫描方案的改进

首先介绍了导引头截获目标过程的概率描述,分析了最优搜索范围与最优搜索形式。计算了目标落入导引头波束内的落入概率,据此选择一维搜索方式,并基于最优搜索形式设计了扫描搜索方案。该方案不但符合最优搜索的原则,而且可以获得更好的截获概率并降低对导引头的技术指标要求。研究结果可以对同类的自寻的导弹工程研制起借鉴作用。     

一种水下航行器轨迹发生器的设计与仿真

为了减少水下航行器（AUV）导航系统算法开发过程中跑车试验及半实物仿真等所耗费的资金和时间,提出一种水下航行器轨迹发生器的设计方法。利用所给出的轨迹微分方程,反推得出生成轨迹参数公式和惯性信息公式,同时给出水下航行器在直航、转弯和爬潜等常见的运动状态下轨迹发生器的具体输入,并将生成的惯性量测值（加速度和陀螺值）输入捷联式惯性导航算法。验证结果表明,利用所设计的轨迹发生器可以为研究导航算法提供模拟的数据,具有工程实际意义。     

复杂约束条件下的再入轨迹迭代求解方法

针对复杂非线性约束条件下,高超声速飞行器再入轨迹优化问题强非线性、多阶段、多约束的特点,提出了一种基于Gauss伪谱法的逐步添加约束的迭代求解方法。完善了规则形状禁飞区约束建模,提出更切实际的禁飞区模型以适应不同任务需求;提出逐步添加约束的迭代求解框架,该框架从解构复杂约束入手,由简至繁逐步添加约束并迭代求解逼近原复杂问题的解;以时间最短为优化目标,对考虑驻点热流密度、过载、动压和禁飞区等多约束的条件下的轨迹优化问题进行仿真计算。仿真结果验证了该算法的正确性、有效性和较好的鲁棒性。     

一种二级快速自适应最优层叠滤波算法

在快速自适应算法的基础上,提出一种二级快速自适应最优层叠滤波器算法,仿真结果表明该层叠滤波器能有效抑制噪声,且较基于MSE准则采用全局优化算法得到的最层叠滤波器可以快速实现.     

一种基于任务空间的T-VTOL多模态轨迹生成算法

针对尾座式垂直起降无人机（T-VTOL）多模态轨迹规划复杂的问题,提出了一种面向任务空间的多模态轨迹生成算法。证明了T-VTOL全模态的微分平坦特性,位置的高阶导数是系统平坦的输出,表明T-VTOL可以在任务空间内设置符合期望轨迹的任意定点。基于庞特里亚金极小值原理提出了T-VTOL在三维空间的多模态轨迹生成算法与封闭解,并给出其可行性验证方法。结果表明,在两种过渡模态以及盘旋模态,T-VTOL飞行轨迹严格遵循任务空间约束。此外,所提算法具有计算时间短,算力要求低,易于部署的优点。     

寻的防空导弹的一种弹道优化方法

为保证雷达寻的防空导弹遇到目标时脱靶量最小,分析了影响导弹视线角速度诸因素,以命中时导弹需用过载最小为条件,得到了纵向加速度和重力2项优化因子,以补偿它们带来的视线转率和弹道弯曲,实现了比例导引规律的弹道优化.仿真表明该方法对高空、高远弹道的改善效果明显,弹道变得较为平直.该方法在工程上易于实现.     

基于Radau伪谱法的制导炸弹最优滑翔弹道研究

基于Radau伪谱法求解最优控制问题的原理,研究了滑翔型制导炸弹的最大射程优化问题。对制导炸弹动力学模型进行了无量纲化处理,结合极小值原理推导了最优控制轨迹的解析解和一阶必要性条件,采用Radau伪谱法将弹道优化问题转化为非线性规划问题,基于协态映射原理给出了数值解的最优性验证方法。仿真结果表明,Radau伪谱法能够提供具有工程应用价值的最优解,与常规的最大升阻比滑翔弹道相比,优化后的弹道射程增加10%以上。     

基于样条约束的弹道融合抗差估计方法

为提高样条约束的弹道融合处理的精度,提出了一种基于抗差估计的弹道融合估计方法,该方法根据弹道处理中各类误差特性的不同,设计相应的标准进行分离,并实现异常值修正、系统误差迭代估计和样条节点的自适应调整,利用修正后的样条函数和观测向量再进行弹道解算可有效地提高解算的精度.通过算例分析验证了该算法的可行性和实用性,计算结果表明该方法能有效地抵御异常观测、系统误差及样条表示误差对弹道解算结果的影响.     

高超声速飞行器时间最短弹道优化设计

通过极大值原理推导出时间最短弹道优化问题的必要条件和边值条件.采用遗传算法和邻近极值法求解了最优控制的两点边值问题.从次优化弹道得到攻角的变化规律,再从次优化弹道估计出初始伴随变量的范围,用遗传算法在此范围内优化初始伴随变量找到全局近似最优值,再用邻近极值法满足边值条件和约束条件.算例求解了满足热流和过载约束的最短时间弹道,与次优化弹道进行比较,可知用最优控制方法得到的最短飞行时间小于次优化方法得到的最短飞行时间.     

基于拟勒让德谱变换的防空导弹弹道优化

为了使防空导弹更高效地拦截目标,要求导弹在中制导段到末制导段的交班点上具有最优的性能.针对不同的性能指标构建了相应的最优控制模型,扩展了拟勒让德谱变换法,使其能有效地将已建的含有间断点的模型转换成非线性规划(NLP)问题,采用序列二次规化(SQP)算法优化得到最优解.分析了不同指标下最优弹道之间各参数的差异,选择终端速度最大作为目标函数再次优化,得到了终端速度在交班点上的分布规律.优化结果表明,转化成NLP问题的模型具有较高的精度,且易于优化求解;导弹终端速度在弹道倾角和偏航角等于零的附近达到最大值.     

变后掠翼航弹滑翔弹道优化设计

为增强变后掠翼航弹的滑翔能力,研究了一种变后掠翼航弹的滑翔弹道优化设计问题.分析了变后掠翼航弹的气动特性,将弹道优化问题转化为最优控制问题,利用最小值原理,推导了滑翔段飞行距离最大的必要条件,在此基础上采用粒子群算法对攻角及后掠角进行寻优,形成了一种基于攻角与后掠角双变量控制的弹道优化设计方法.数值仿真算例表明,在满足状态方程约束的条件下,双变量比固定外形和常规单变量控制的航弹射程显著提高,寻优结果符合气动特性分布规律,通过最优控制和粒子群算法优化弹道的方法是可行的.     

弹道修正中的控制算法

对于一维弹道修正弹研究来说,如何根据对炮弹一段飞行弹道上实时测量的弹道参数,迅速、准确地解算出修正指令来起控弹上控制机构在后续弹道上某位置适时作用以进行弹道修正,是一个重要问题.针对一维弹道修正弹特性和飞行原理,根据外弹道理论和弹道模拟方法,对依据一段弹道实时测出的弹道参数如何快速计算全弹道射程的不同计算方法进行了介绍...     

一种适用于复合制导的中末制导弹道交接班方法

导弹武器系统的发展趋势是由单一制导模式向复合制导过渡,而中末制导的可靠交接班是复合制导的关键步骤。针对复合制导中的中末制导弹道交接班问题,在分析中末制导弹道平滑过渡约束条件的基础上,提出了一种简单有效的线性中末制导交接班算子,详细计算了平滑算子的加权系数。通过直升机载空地导弹的中末制导弹道交接班的仿真试验,验证所提方法的可行性。试验结果表明,在较小中末制导律差异条件下,所提算子可实现弹道的平滑过渡和良好衔接。     

基于遗传算法的弹道优化算法

以空空导弹的末端速度作为性能指标,其弹道倾角视为控制变量,在规定的飞行时间及射程下,优化导弹弹道使得其末端速度最大化;通过采用多项式样条插值的方法估计弹道倾角的变化规律,利用遗传算法进行优化计算弹道倾角采样点数据,最后得到满足条件的优化弹道并进行仿真;仿真结果表明：按此优化方法得到的弹道与比例导引方案弹道相比,大大提高了导弹的末端速度,研究结果对空空导弹的标准弹道设计有一定学术和工程参考价值。