改进A*算法在突防航迹规划中的应用

针对实际应用中传统A*算法存在搜索时间长、占用空间大和生成的航迹可飞性低等问题,对传统A*算法进行了改进。通过引入启发函数选择因子,并结合航迹约束条件改进节点扩展策略,有效减小了算法搜索时间和所占用的内存空间;采用索引矩阵和无序数组的混合数据结构实现对Open表和数据的管理,显著提高了算法效率;通过对航迹进行后期平滑处理,使生成的航迹满足飞机机动性能要求。仿真结果表明,改进后的A*算法有效提高了规划效率且生成的航迹更具可飞性,在突防航迹规划中具有一定的实际应用价值。     

基于改进A~*的三维航迹快速规划方法

针对导弹航迹规划的高时效性要求,提出了一种基于改进A*的快速航迹规划方法。该方法针对A*算法计算过程的主要耗时点,采用了基于双向链表的OPEN表标记插入排序方法;针对导弹飞行三维约束条件,引入了基于简化运动学方程的空间节点高效扩展方法。仿真结果证明,改进A*算法在没有改变航迹规划结果质量的同时,有效的提高了航迹的搜索速度。     

基于A*算法的飞行器三维航迹规划研究

在A*算法的基础上,提出一种基于真实地形的针对光纤制导导弹巡航段飞行任务的三维航迹规划方法.其基本思想是首先将真实的地形信息与飞行器的物理特性相结合,选取合适的代价函数以减小搜索空间、缩短规划时间;其次根据实际中对光纤安全性的要求设定禁飞区域;最后将雷达、火炮的等威胁模型结合到代价函数中,通过对不同权系数的取值规划出满足不同任务要求的航迹.实验结果表明该方法能够很好地完成对光纤制导导弹巡航段的航迹规划任务.     

弹道导弹中段机动突防制导问题的仿真研究

对弹道导弹中段机动突防制导问题进行了仿真研究.完成了导弹高空机动突防系统概念设计,建立了大气层外飞行的导弹突防制导问题的数学模型,设计了非线性规划求解突防制导指令的两种算法:基于解析解的Bang-Bang控制形式求解和多重参数化法求解.最后基于以上数学模型和算法模型建立仿真系统,对突防制导问题的两种算法进行仿真验证.     

基于连续可视时间的导弹航迹规划中火力威胁研究

通过对火力威胁进行有效的评估和分析,将威胁源视为一个有效半径的威胁区域,基于导弹在火力威胁区内的连续可视时间,对导弹进行精确的航迹规划,最终建立一个可规划飞行航迹区,提高导弹突防概率。通过算例仿真计算出导弹突防概率与连续可视时间的关系。结果表明:导弹穿越威胁区域时,连续可视时间越长,导弹的突防概率越低,在可规划飞行航迹区内满足任务所要求的突防概率。     

基于分层稀疏A~*算法的突防航迹规划研究

针对小型集群飞行器三维突防航迹规划面临的精确度、实时性、任务适应性和可实现性综合匹配问题,在稀疏A~*算法基础上,提出了基于分层策略的突防航迹规划算法,建立了三维航迹规划问题数学模型,给出了分层策略和突防航迹规划步骤。在算法扩展节点过程中采用支配检测方法,进一步提高了算法效率。在45 km×60 km规划区域内,典型想定下单机、四机和八机三维突防航迹规划长度分别为54.24 km、198.96 km和387.13 km,对应规划算法耗时分别为0.67 s、4.15s和11.04 s,同一任务场景下分层稀疏A~*算法规划用时是标准A~*算法的24.7%、14.2%和10.5%。仿真结果表明,该算法可在确保航迹规划精确度的前提下,大幅缩短航迹规划时间,具有较高的理论价值和工程适用性。     

基于稀疏A*算法的微小型固定翼无人机航迹规划

为在微小型固定翼无人机嵌入式平台上应用航迹规划,设计一种基于稀疏A*算法的自动航迹规划方法.根据微小型固定翼无人机的应用环境、特点和运动约束,建立航迹规划的环境模型和运动模型,利用单元分解法实现飞行区域环境建模和无人机运动建模,使用稀疏A*算法进行航迹规划,给出其操作使用流程,并对2种不同的启发函数进行仿真分析.结果表明:该方法能提高航迹规划的安全阈度,优化算法.     

一种导弹终端侵彻多约束最优制导方法

针对地面目标精确打击及高效毁伤的需求,提出一种满足终端位置、落角及攻角约束的最优制导方法。利用比例导引项、落角约束项及加速度约束项保证终端命中多种约束条件,并且设计制导阶次实现全程加速度指令的优化分配,保证命中目标时的加速度指令收敛为小量。通过仿真计算验证了该制导方法能够满足精度、落角及攻角等终端约束条件,同时具有更好的加速度指令特性,有利于增强导弹的精确毁伤能力。     

电视制导武器弹道仿真与命中误差研究

结合电视制导导弹的工作原理，建立了电视制导导弹弹体动力学与运动学模型．实现了导弹的全弹道仿真；通过对攻击误差源进行分析，建立了导弹命中误差分析模型．所做的工作为后续的半实物仿真提供了基础。     

目标飞行器反拦截协同制导策略

为了提高目标飞行器的突防能力,基于视线(LOS)指令制导原理设计了一种协同制导策略.在建立目标飞行器、防御弹以及攻击弹相对运动模型的基础上,证明了LOS制导的可行性,得到了防御弹和攻击弹的加速度关系,并给出了防御弹的LOS指令制导算法;然后,将目标飞行器和防御弹作为一个协同体,为目标飞行器突防进行逆比例制导设计.该协同...     

基于分布式并行伪谱-神经网络算法的双脉冲导弹多阶段协同轨迹优化

为求解双脉冲导弹多阶段协同轨迹规划问题,并考虑将分离的发动机壳体投送至安全区域,提出一种基于高斯伪谱法和人工神经网络的分布式并行算法。针对双脉冲导弹两级脉冲的工作特点,将全弹道划分为发射段、爬升段、续航段和制导攻击段4个阶段;为预测分离发动机壳体的落点位置,建立射程预测函数,并利用人工神经网络对该函数进行离线拟合,以提高预测速度;在分布式并行算法中各导弹并行独立求解最优轨迹,并引入飞行时间下界约束保证导弹飞行时间一致性。通过两个仿真算例,将该分布式并行算法与集中式算法进行了比较,仿真结果表明,所提的分布式并行算法对于求解双脉冲导弹多阶段协同轨迹规划问题可得到更优的性能指标,以及更高的求解效率。     

基于Matlab的巡航靶弹水平机动弹道设计与仿真

基于Matlab模块化仿真设计思想,根据某巡航式靶弹弹道模型的特点,开发了由9个数学模型组成的完整的弹道设计与仿真模型,建立了靶弹实现中空水平蛇形机动的方案飞行弹道计算模型,对弹道进行仿真计算,并对计算结果进行了分析.仿真计算表明,该模型较好地模拟了靶弹的水平机动弹道和其他运动特征,为总体分析和控制系统设计提供了依据.     

激光干扰红外成像制导导弹的仿真系统

为解决激光对红外成像制导导弹干扰特性的问题,对其制导导弹的仿真系统进行分析。根据目标在红外 探测器上成像的原理,采用形心跟踪法对目标进行信息提取与跟踪,应用 Simulink 分别构建目标成像模型、制导信 息提取模型、导弹飞行模型和激光干扰模型,通过建立导弹正常飞行弹道和在激光干扰后的干扰弹道,对影响激光 器的干扰因素进行仿真分析。仿真结果表明,该分析可对重要目标的防护工程提供参考。     

大气层外弹道导弹中段拦截弹道规划

为解决反导拦截弹道快速规划问题,依据椭圆弹道理论与二体理论提出一种弹道导弹中段拦截弹道规划模型。在获取目标弹道某一时刻初始位置和速度状态信息基础上,利用椭圆弹道理论建立目标飞行位置与飞行时间的关系,实现对遭遇点位置信息的预测;根据拦截弹发射点位置以及预测遭遇点位置,利用Lambert方程在飞行时间的约束下解算拦截弹的状态信息,从而建立拦截弹的弹道规划模型;使用MATLAB软件仿真验证拦截弹规划模型的有效性。该模型为中段拦截弹道规划设计提供了一种思路和方法,并且在相应的约束条件下规划的拦截弹道在理论上能够满足中段反导拦截作战要求。     

地地战术导弹制导控制系统仿真

建立了包括外弹道、内弹道和控制系统在内的导弹制导控制系统数学模型,用数值积分法将数学模型转化为计算机程序,仿真了导弹飞行过程中的制导与控制.仿真曲线、数据与地面试验和靶场飞行试验结果的对比分析,验证了仿真模型的正确有效性.     

变质心控制高速滑翔弹动力学与控制律研究

为研究变质心控制高速滑翔弹在下滑弹道上的动力学建模与弹道跟踪控制问题,基于Lagrange分析力学建立了滑翔弹在下滑纵向平面上的动力学方程,并将其转化为标准状态方程.在标准下滑弹道的某配平点上作小扰动线性化,然后根据LQR理论设计了飞行控制律.控制律通过沿弹头纵轴移动的滑块实现,可避免空气舵在高速飞行条件下的气动热烧蚀等问题.数值仿真表明,滑块具有强大的控制能力,只需在较小范围内移动即可有效控制弹头精准跟踪标准下滑弹道,验证了本文方法的有效性和可行性.     

武装直升机与空地导弹系统相容性分析

针对武装直升机与空地导弹的机-弹相容性问题,提出一种综合多因素的系统分析方法。从直升机旋翼下洗气流对初始弹道的影响、直升机飞行速度对初始弹道的影响、导弹发射过程中导弹弹道与直升机的相对位置关系、发动机喷流对直升机的影响等多角度,综合分析各种因素对载机和空地导弹的影响。该方法完善了直升机载空地导弹与载机相容性分析体系,可为直升机载空地导弹的机-弹相容性设计、攻击条件选择等提供技术支持。结果表明,直升机攻击时更高的飞行速度、合理的初始弹道设计以及减少发动机喷流可以提升武装直升机与空地导弹的相容性,仿真和实测数据结果验证了系统分析方法的有效性。     

地基运载火箭交会空间目标弹道快速优化设计

针对地基拦截器与空间目标交会这一复杂非线性优化问题,研究了基于改进粒子群算法的弹道快速优化设计方法.根据拦截交会弹道特点,设计了飞行程序优化模型,融合粒子群搜索的随机性和递进搜索的高效性,构建了适用于拦截交会弹道设计这类复杂非线性优化问题的改进粒子群算法.采用该改进粒子群算法进行拦截交会弹道仿真,结果表明,该改进粒子群算法计算精度较高,优化耗时较少,能够实现拦截交会弹道的快速优化设计.     

基于强跟踪滤波器的滚转弹姿态估计

给出一种基于强跟踪滤波器( STF)的滚转弹飞行姿态获取方法。为了得到试验弹的飞行姿态,使用一个双轴角速率陀螺构成滚转弹飞行姿态遥测系统,利用STF滤波器对遥测数据进行处理,以重构弹体飞行姿态,为进一步的弹体飞行动力学分析及制导系统的效能分析提供依据。利用低速滚转弹姿态运动模型,导出一组基于多重次优渐消因子扩展Kalman滤波器(SFEKF)的迭代滤波方程。由于SFEKF对模型参数失配的鲁棒性及对状态变化较强的跟踪能力,改善了算法的姿态估计精度。仿真计算结果验证了算法的有效性。