适用于攻击机动目标的制导律实现与仿真

为了使导弹在较短的末制导时间内获得很小的脱靶量,同时对机动过载的需求满足导弹实际过载能力,研究了适用于攻击蛇形机动目标的最优制导律和蛇形机动补偿制导律,并分析了具体实现方法,设计目标状态估计器,建立导引回路数学模型.仿真验证了测量越精确,可知信息越多,估计性能就越好;最后研究了导弹过载限制、测量误差、目标状态估计精度及制导律的选择等因素对制导精度的影响.     

带热流密度限制的推力可控导弹三维制导律

传统三维制导律设计通常将三维空间分成垂直面和水平面分别考虑,容易导致耦合信息的缺失,同时没有考虑导弹红外导引头对导弹头部热流密度的限制和终端速度约束。针对以上问题,基于具有推力可控能力的导弹,在视线旋转坐标系的视线瞬时旋转平面内进行制导律设计。该制导律包含根据运动伪装理论设计的一种新的满足运动伪装条件的视线法方向加速度指令,以及通过变系数加权法综合考虑导引头热流密度限制及终端速度约束的视线方向加速度指令。数值仿真结果表明了存在导引头初始对准误差时,该制导律在满足红外导引头对导弹头部的热流密度限制、终端速度约束以及轴向过载限制下对高速机动目标制导性能良好,视线角速率可控制在3（）/s以下,具有一定的工程应用价值。     

近距空空导弹复合制导关键技术研究

为满足近距空空导弹射程不断增大以及大离轴角发射的需要,第四代近距空空导弹越来越多地采用复合制导技术,中末制导律的选择以及中末制导交接班是其中的两项关键技术。通过比较分析,确定了适用于近距空空导弹的中制导律和末制导律,设计了基于最优预测比例导引中制导+比例导引末制导的复合制导方案;应用了一种平滑过渡的中末制导交接律,满足了中末交接时弹道平滑的要求。与采用传统全程比例导引律的导弹弹道进行了对比,给出了仿真结果,证明了上述方法的合理性和可行性。     

中远程战术导弹复合制导的交接规律

为了实现复合制导的弹道交接，本文提出引入弹道交接段并进行交接段制导的概念，同时设计了两种复合制导的弹道交接规律－零基交接和自适应交接算法，它适用于采秀组合制导的中制导段不同导引律的转换，也适用于中制导段和末制导段的交接班制导，本文的方法可以保证不同导引律弹道顺利实现弹道的平滑过渡。     

一种增大空地导弹落角的新制导律

为发挥空地导弹侵彻战斗部的威力,提高目标毁伤效果,引入了一种新制导律"弹道成型"制导律,对导弹的末端落角进行约束。通过与比例导引和过重力补偿比例导引进行对比,建立数学模型,进行数字仿真,分析了新制导律在增大导弹落角方面的优点。仿真结果表明,在较低的平飞弹道约束条件下及过载要求范围内,"弹道成型"制导律能以期望的落角命中固定或机动的目标,具有较大的工程实际应用价值。     

寻的导弹导引规律研究

针对寻的导弹的导引问题,建立了导弹和目标相对运动关系的数学模型,推导给出了导弹拦截非机动目标时的最优制导律和拦截机动目标时的最优滑模制导律。通过数字仿真,比较了比例导引律、最优导引律和最优滑模导引律的优缺点。     

多目标攻击空空导弹的目标截获概率分析

发射出去的多枚空空导弹能否成功地截获所分配的目标是多目标攻击功能得以实现的关键所在。本文简述了中距复合制导空空导弹的制导机制,分析了机裁武器系统有关因素对导引头目标指示误差的影响,建立了该类导弹在中、末交接段截获目标的概率模型。在此基础上,文章进行多目标攻击条件下导弹对目标的截获概率分析,并给出了算例及结果。     

基于目标机动补偿的增强型比例导引性能研究

红外或激光制导导弹拦截目标所需过载和脱靶量是衡量制导律性能的主要指标.为了研究针对目标机动补偿的增强型比例导引(APN)性能,使用伴随法和无量纲化方法来分析比较APN与比例导引(PN)的性能差异.仿真分析表明,制导系统动力学阶数对APN和PN的性能影响是相当的;APN放宽了对导弹的过载要求,当制导回路存在过载饱和限制时,APN能以小的有效导航比得到比PN小的脱靶量.     

基于遗传算法的变结构导引律研究

末段导引律是导弹实现精确打击目标的关键技术,对导弹的制导精度有很大的影响。针对导弹打击机动目标的导引问题,基于变结构理论和父子混合遗传算法设计了一种变结构导引律,并采用了一种自适应趋近律和一种饱和函数代替符号函数的方法来降低系统的抖振。仿真结果表明,采用父子混合选择遗传算法的变结构导引律,能够搜索到全局最优解,具有较高的精度和鲁棒性,并且对导弹的法向过载要求较小,导引过程中导弹的法向过载变化趋势平稳,具有工程实用价值。     

带落角和导引头视角约束的制导律设计

针对导弹实现终端大落角对目标进行攻顶的需求,通过带落角约束的最优制导律来控制终端落角,此过程中可能会出现目标超出导引头视场的现象,所以设计了一种带修正项的制导律。该方法是在最优制导律的基础上引入一个修正项,当导引头视角超出设定阈值时开启修正项,使目标始终处于视场之内;当视角小于阈值时关闭修正项以发挥原制导律的优势。该制导律既保留了原来最优制导律的高落角特性,又有效地处理了导引头视角的问题。仿真结果表明：通过该方法实现带落角和导引头约束的导引是可行的。     

双机协作制导导弹弹道交班误差研究

针对信息化条件下多机协同空战中需要协同制导的问题,对协同制导中由导航误差引起的导弹弹道交班误差进行了研究。首先分析了由中制导平台提供的目标信息与导引头探测的目标信息的不一致性;在此基础上求解基于比例导引的弹道交班误差,并对弹道交班误差的影响因素进行了仿真分析;最后指出了有利于弹道交班的制导权移交时机。仿真试验表明了所提方法的有效性。     

对地攻击协同制导决策方法

在多机协同对地攻击作战中,针对需要将空地导弹的人在回路制导权移交给其他飞机的问题,建立了协同制导决策模型.在分析了协同制导交接过程、协同制导交接条件、协同制导交接方式的基础上,提出了制导优势概念,用来表征编队内其他飞机对导弹协同制导的能力;然后,在考虑协同制导交接环境条件和人为因素的基础上,建立协同制导决策模型,从而为...     

TVM制导中数据融合的一种新算法

研究了TVM制导下的数据融合算法。常用的点迹融合算法是基于测量数据统计加权的融合算法,其权系数在整个融合过程中固定不变。根据TVM制导体制的特点,该文对上述算法进行改进,考虑了目标与测量设备之间的距离对加权系数的影响,在系统整个跟踪导引过程中,各传感器的加权系数随其与目标距离的改变而改变。仿真实验表明．使用文中提出的算法,在TVM制导体制下,能够取得较好的观测数据的融合效果。     

基于固定时间一致的攻击时间协同制导律

针对多个导弹攻击机动目标问题,提出一种带有攻击时间约束的固定时间协同制导律。首先,建立平面弹目运动几何模型,分析视线方向导弹加速度与剩余飞行时间之间的关系,基于一阶一致性设计固定时间协同制导律;其次,将目标机动视作有界外界干扰,利用固定时间收敛观测器对其进行估计,并将干扰估计值应用到协同制导律的设计中,以削弱干扰上界引起的抖振;最后,通过数值仿真验证了所设计固定时间协同制导律的有效性。     

BTT导弹增广比例导引律研究

比例导引规律相比于直接追踪法,跟踪精度有所提高,但是在目标机动性加大的情况下,传统比例导引规律制导精度仍不理想.因此,给出了三维空间导弹-目标追逃运动的空间矢量方程,建立了三维空间导弹-目标追逃运动模型,并基于李雅普诺夫稳定性理论,设计增广比例导引律(APNG).即在比例制导规律基础上,引入目标加速度补偿项来克服目标加速度对制导精度的影响.将该方法运用于机动目标的跟踪,仿真结果表明了增广比例导引律相比于传统比例导引律,制导精度高,脱靶量低,制导飞行时间短,制导性能有极大的提高.     

一种适用于红外制导弹药的变增益比例导引律

针对红外制导弹药在采用具有角度约束制导律时需要剩余飞行时间的问题,提出了一种不需要剩余飞行时间且可实现大落角攻击的变增益比例导引律。利用期望落角固定时中末段导航比与过载及目标视角约束的解析关系,建立导航比计算模型,解算出中、末段导航比及切换点位置;随后,对比研究了变增益比例导引律与弹道成型制导律的性能,并对其工程应用进行了分析研究。结果表明:变增益比例导引律在实现落角及位置约束的同时能满足视场角及过载约束,且相比于弹道成型制导律,其硬件资源需求更少。     

飞行速度可调导弹的自适应滑模制导律

为获得更好的制导性能,利用一类采用流量可调发动机的导弹所增加的飞行速度控制自由度,提出一种修正比例导引+飞行速度控制的双重控制自适应滑模制导律。修正比例导引并以弹道末端过载需求为零进行修正设计,在对其瞬时脱靶量分析的基础上,选取视线角速度和飞行速度控制量等作为滑模面,并进一步采用自适应滑模控制方法,推导了减少脱靶量的速度控制制导律。仿真结果表明,相比于比例导引和采用速度保持的修正比例导引,所设计的自适应滑模制导律的脱靶量更小,弹道更平滑,过载需求也更小,实现了导弹飞行速度的主动控制。     

全捷联导引头视线角速度STCKF提取技术

传统的平台导引头可以通过物理跟踪回路直接提取导弹制导所需的视线角速度信息,采用全捷联结构后,导引头失去了直接测量视线角速度的能力,视线角速度需要通过数字计算的方法来提取。针对全捷联导引头精确制导技术工程应用中的问题,首先给出了视线角速度提取方案,推导得到视线角速度估计模型,鉴于估计模型的强非线性,采用强跟踪容积卡尔曼滤波算法对视线角速度进行估计。结合小型空面导弹的典型使用条件,通过弹道仿真对视线角速度估计算法的有效性进行了验证。仿真试验表明:导引头在末制导段捕获目标后,能迅速消除滤波初始误差,准确跟踪真实的弹目视线角和视线角速度变化。为验证将滤波输出作为制导信息的可行性,考虑激光半主动全捷联导引头的典型干扰,用蒙特卡洛打靶方法对导弹制导精度进行了考核,1 000次打靶结果显示,对静止目标的制导精度为0.58 m（CEP）,对运动目标的制导精度为0.84 m（CEP）,满足精确制导武器的制导精度要求。     

基于遗传退火算法的变论域三维模糊导引律

给出了导弹、目标追逃运动的空间矢量方程,并针对传统比例导引律在拦截点附近需要较大过载,及难以适应大机动目标的高性能制导要求的缺陷,提出了一种变论域模糊三维导引律,将目标与导弹的接近速度以及目标的视线角速度作为模糊控制器的输入,指令加速度作为输出,并在传统的模糊逻辑控制基础上引入了一个非线性变论域函数,从而实现了模糊变量论域的动态改变,然后用遗传算法对导引规则进行了优化,最后,针对遗传算法“早熟”及收敛速度慢等缺点,用模拟退火算法对遗传算法进行了改进。仿真结果证明该方法的脱靶量小,拦截点附近需用过载小．是一种较为优越的导引方法。     

制导律对雷达导引头系统设计影响的仿真研究

针对末制导采用角度导引、比例导引两种制导律的导弹进行数值仿真,结果显示,角度导引飞行过程平稳,对导引头稳定伺服机构隔离度,对天线罩瞄准误差要求较低,但制导精度会随着目标运动速度增大变差;比例导引导弹飞行过程运动变化相对剧烈,对天线罩要求较高,但制导精度明显高于角度导引系统.