燃气动力/空气动力复合控制拦截弹的制导精度研究

燃气动力/空气动力的复合控制方式是当今世界大气层内拦截弹的发展方向之一.复合控制技术的分析研究是当前急需解决的重要问题.在考虑目标机动加速度大小、目标机动时刻以及目标角闪烁的条件下,确定了拦截弹的控制方式由空气动力切换到复合控制时的切换时间,并研究了单纯空气动力控制改为空气动力与力矩燃气动力的复合控制而进行其末制导精度的变化.     

复合控制拦截弹的稳定控制系统数学模型的建立

建立了燃气动力／空气动力复合控制拦截弹的稳定控制系统数学模型。首先，给出了复合控制拦截弹弹体的数学模型，然后提出复合控制拦截弹的稳定控制系统结构，最后推导出复合控制拦截弹的稳定控制系统的传递函数，并从理论上分析了复合控制拦截弹的稳定控制系统时间常数小于仅采用空气动力控制拦截弹的稳定控制系统时间常数。     

复合控制拦截弹的稳定控制系统数学模型的建立

建立了燃气动力/空气动力复合控制拦截弹的稳定控制系统数学模型.首先,给出了复合控制拦截弹弹体的数学模型,然后提出复合控制拦截弹的稳定控制系统结构,最后推导出复合控制拦截弹的稳定控制系统的传递函数,并从理论上分析了复合控制拦截弹的稳定控制系统时间常数小于仅采用空气动力控制拦截弹的稳定控制系统时间常数.     

直接力/气动力复合控制非线性控制律研究

针对直接力／气动力复合控制非线性弹体模型，通过单通道的设计和仿真，进行了非线性控制律的验证。控制律是在反馈线性化（非线性动态逆）的基础上结合模糊控制和神经网络——FCMAC的优点，采取的一种鲁棒自适应方法，对导弹的非线性模型进行了控制器的设计。仿真结果表明了该控制方案的可行性。     

直接力/气动力复合控制技术发展综述

直接力/气动力复合控制的本质是利用直接力响应速度快的特性提升被控飞行器的机动性和快速性,能够有效补偿气动力不足导致的气动力控制响应慢问题.本文阐述了直接力/气动力复合控制系统的特性及关键问题,从发动机配置方式、国内外直接力建模研究现状、以及直接力控制干扰建模三方面介绍了直接力/气动力复合控制系统建模方法,从控制方式、国内外直接力/气动力复合控制研究现状、以及脉冲发动机点火算法三方面介绍了直接力/气动力复合控制方法,给出了可行的发动机复合系统稳定性分析方法,对直接力/气动力复合控制未来的发展趋势进行了展望,并对其关键技术进行了总结.     

远程地空导弹直接力/气动力复合控制技术研究

以某型远程地空导弹为背景，研究了以姿控发动机作为执行机构下导弹的姿态控制问题。通过研究姿控发动机控制机理，利用极点的配置分别设计了直接侧向力控制方案和直接力／气动力复合控制方案。仿真表明两种方案都可以实现导弹的大角度机动，实现姿态的稳定，并且可以抵抗通道间的耦合影响；直接力／气动力复合控制比直接侧向力控制具有更高的精度。     

拦截弹变质心控制技术研究

近年来,质量矩控制技术是导弹控制领域研究的热点问题之一。根据拦截弹的基本作战特点及变质心控制技术的基本原理,分析了拦截弹利用变质心控制技术的方法和优势,介绍了变质心控制技术在拦截弹中的研究现状及发展趋势,总结提出了当前变质心控制拦截弹需要解决的难点问题。     

反导系统拦截弹技术综述

首先介绍了拦截弹的组成、各部分功用及分类,并重点介绍了目前应用最为典型的几种拦截弹,探讨了反导系统中拦截弹的几种关键技术,最后介绍了拦截弹最新的发展动态。     

推力矢量拦截弹制导控制一体化设计

针对采用推力矢量控制的拦截弹,首先给出了推力矢量和气动力的归一化设计方法,通过引入等效舵偏角的概念,将多控制输入问题转化为单控制输入问题,并进行求解,设计了推力矢量偏心和气动舵偏转的控制分配策略,给出了气动舵偏转角及推力矢量偏心角的数学表达式,解决了多控制量之间相互争斗的问题。在此基础上,通过模型标准化,采用Backstepping方法(反步法),借助Lyapunov再设计工具,对导弹制导与控制系统进行一体化设计,得到了俯仰平面内的制导控制律。仿真结果表明,和常规制导与控制方法分别设计相比,采用该制导控制一体化设计方法能够使拦截弹有效拦截机动目标,并且导弹的姿态和执行机构偏角的变化也更加平稳。     

空基动能拦截弹制导控制系统综述

弹道导弹在未来战争中具有很大的威胁,利用空基动能拦截弹拦截处于助推段飞行的弹道导弹是世界各国正在研发的先进拦截技术之一。系统地论述了空基动能拦截弹的发展现状,构建了弹道导弹助推段拦截的作战流程,分析了弹道导弹在助推段的飞行特性,探讨了动能拦截弹制导控制系统的研究进展,在此基础上,重点指出了动能拦截弹制导控制设计需要解决的一些问题。     

空基动能拦截弹制导控制系统建模与仿真

为研究用于弹道导弹助推段拦截的空基动能拦截弹的制导控制系统,探讨了弹道导弹助推段拦截的作战过程,建立了弹道导弹助推段飞行的弹道模型;根据弹道导弹在助推段的飞行特点,建立了动能拦截弹制导控制系统模型,其中包括拦截弹结构模型、动力学与运动学模型、相对运动模型、传感器测量模型、复合制导模型和直接力/气动力控制模型。在Matlab/Simulink环境下开发了弹道导弹助推段拦截的数字仿真系统,并对仿真结果进行了分析。仿真结果验证了模型的合理性,可为空基拦截弹制导控制系统的设计提供参考。     

灰色预测模型在军机飞控系统故障预测中的应用

介绍了灰色预测建模基本原理,研究了灰色预测基本模型优化方法,以军机飞行控制系统高度差传感器故障预测为应用实例,对比分析了灰色预测基本模型和优化模型的预测效果。分析表明,灰色预测优化模型是可为军机飞控系统故障预测提供有效的技术支持。     

考虑建模误差的拦截弹制导控制一体化设计

针对拦截弹末段的制导控制问题,改善已有建模结果,采用智能控制方法设计一体化控制律。考虑近似线性化和忽略耦合因素引起的建模误差,采用模型误差补偿改进拦截弹动力学模型;结合弹目相对运动非线性模型,建立面向拦截弹末段的制导控制一体化(IGC)模型。对此非匹配型非线性系统,利用自适应动态面控制方法进行控制器设计,不仅消除系统非匹配不确定性对系统性能的影响,同时避免了传统反演法的微分膨胀问题,得到控制目标与执行机构指令之间的直接关系。通过与忽略建模误差的IGC 拦截仿真比较,实验结果表明本文IGC 控制效果的优越性。     

基于自适应神经网络的飞控系统辨识技术研究

建立复杂的非线性飞行器辨识模型对提高系统的状态监控和控制性能具有重要意义。文中提出一种变结构的在线径向基神经网络学习算法,使用梯度下降法对网络参数进行优化。利用径向基神经网络对某型飞机非线性动力学系统进行辨识,仿真结果表明设计的算法满足在线辨识的要求。     

小型无人机飞行控制系统硬件设计

针对传统单片机飞行控制系统的不足,设计一种适用于小型无人机的飞行控制系统。制定了技术和功能指标,以TMS320F28335芯片为核心,集成了GPS和传感器,并进行少量外部接口扩展,保证了数据通信的实时性和可靠性,实现了小型无人机的自主控制。实验结果表明:该系统成本低、体积小、功率小,可为小型无人机的设计与应用提供参考。     

巡逻攻击型导弹飞行控制系统设计

针对巡逻攻击导弹倾斜转弯（BTT）飞行控制中俯仰、偏航和滚转三通道之间很强的交叉耦合作用，采用古典控制理论设计了其自动驾驶仪，通过加入协调支路的方法来抵消各个通道之间的运动学及惯性耦合作用，并采用等效舵偏角的方法消除气动耦合的影响。非线性数字仿真结果表明，本文的方法，可以明媪降低通道同耦合作用，能够满足指标要求。     

波分复用光传飞行控制系统的研究

开发了一种多路数字信息进行波分复用的光纤传输系统。着重构建光发射端机、光接收端机及光波分复用器的物理系统, 提高了飞控系统信号的传输速率, 减少误码率。在具有良好解耦及动特性的直升机显模型跟踪电传飞行控制系统(MFCS)的基础上, 进行了直升机贴地飞行的地形回避半物理仿真。通过光传与电传性能对比, 验证了所开发的波分复用光传飞行控制系统的可行性, 具有工程实用意义。     

小型无人机飞行控制系统设计及验证

为提高小型无人机的自主飞行能力,对全流程自主飞行控制系统的设计进行研究。以某小型固定翼无人机作为研究平台,设计控制系统及制导系统,在航迹跟踪控制模态中引入侧向偏离速度量,并进行试飞场景设计及试飞验证。结果表明：该系统能提高航迹跟踪的快速性和精度,其控制律及制导率是正确、实用的,在提升无人机自主控制等级的同时能为自主编队控制等相关技术做好前期准备工作。