拦截机动目标的模糊变结构导引律

为提高末制导段导弹制导系统对目标机动的鲁棒性, 基于变结构控制理论设计了一种模糊变结构末导引律。首先, 利用变结构控制理论推导了一种变结构末导引律; 其次, 为削弱变结构末导引律的抖振, 增强导引律鲁棒性能, 通过多次仿真计算, 找到目标不同机动情况下的理想导引律参数, 再基于模糊控制理论, 根据加速度的估计值调整变结构导引律参数; 最后, 将所设计的模糊变结构末导引律与传统变结构导引律、比例导引律进行仿真对比, 结果表明, 模糊变结构导引律对目标机动具有较强鲁棒性。     

大气层外末段拦截变结构制导律设计

研究拦截器大气层外拦截机动目标的末制导律设计问题.由沿空间拦截视线坐标系3个方向的相对运动方程,通过构建李亚普诺夫函数设计出了用于拦截目标存在两个方向不确定性机动的情况下的三雏变结构制导律.以可用过载以及燃料消耗为约束,通过建立关于脱靶量的性能指标函数,将全局优化粒子群算法应用于拦截制导律优化问题.仿真结果表明,变结构制导律具有较好的制导精度和鲁棒性,通过对制导律参数优化有效减少了脱靶量,应用该方法得到的参数优于传统设计方法中基于经验选取的参数.     

一种具有速度交汇角约束的最优导引律

为了增强拦截弹对目标的精确打击效果,在末制导段控制拦截弹和目标的速度交汇角是一种有效的措施。提出了一种具有速度交汇角约束的拦截弹最优导引律,能够同时对脱靶量和速度交汇角进行控制。与现有的具有角度约束的导引律不同,所提出的导引律适用于拦截高速机动目标,而且在满足厘米级脱靶量的情况下,拦截弹在交汇点处不需要过大的横向加速度指令。仿真结果证明了这种导引律的有效性。     

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。     

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。     

空空导弹用于舰载反导拦截的导引策略

新一代近距格斗空空导弹具有机动能力强、制导精度高的特点, 可用于舰载垂直发射进行近程反导拦截作战。建立了垂直发射的三自由度弹道仿真数学模型, 针对近距格斗空空导弹用于舰空反导拦截时初始段存在的探测与制导问题, 提出了一种工程上易于实现的导引策略: 利用目标方向信息, 在探测线上构建随导弹移动的虚拟目标运动, 用虚拟目标将垂直发射的导弹按比例导引律引向来袭目标, 在弹目接近过程中, 导引头完成对弱小目标的稳定截获并随即转入末制导段。最后对想定条件下的反导拦截进行了仿真分析, 验证了该导引策略有效性。     

考虑自动驾驶仪二阶动态特性的局部收敛导引律

探讨了在考虑驾驶仪二阶动态特性的情况下,拦截高速机动目标的末制导律设计问题。提出了一种局部稳定性理论,并应用该理论对系统的状态变量进行分析,根据变量对制导效果的影响,将系统分解为两个子系统,对子系统设计Lyapunov函数,证明其稳定性,并由局部稳定推出全局稳定。在整个设计过程中,仅考虑视线角速率的变化,使得设计过程大大简化,设计的导引律有效地克服了自动驾驶仪动态延迟对制导精度的影响。仿真结果表明,在目标做各类机动且自动驾驶仪存在较大滞后的情况下,该导引律仍具有较高的制导精度。     

拦截空天高速机动目标的三维非线性导引律

为拦截空间高速机动目标,建立了考虑自动驾驶仪动态特性的三维耦合制导模型。针对模型的强非线性和不确定性,设计了考虑导弹动态特性和目标机动的三维非线性导引律;然后利用扩张观测器估计目标机动加速度。仿真表明扩张观测器在有噪声干扰的情况下性能优于滑模微分器。将扩张观测器估计的目标机动加速度补偿到导引律中,形成三维非线性导引律。在拦截高速机动目标时,所设计的导引律相比于增广比例导引律和其他两种非线性三维导引律有较好的导引性能。     

带攻击角度约束的机动目标SUAV三维末制导律研究

针对带攻击角度约束的自杀式无人机(Suicide Unmanned Aerial Vehicle,SUAV)对地攻击机动目标问题设计了一种三维末制导律。首先,考虑了SUAV的气动力、发动机推力及阵风的影响,建立了SUAV的三自由度质点模型,在此基础上建立了三维追逃数学模型;其次,基于Lyapunov稳定性定理推导了带有攻击角度约束的三维滑模变结构末制导律;最后,对所设计的导引律进行了仿真。仿真结果表明:带攻击角度约束的三维滑模变结构末制导律能满足攻击角度约束的要求,具有精度高、脱靶量小和抗干扰性强的优点,对自杀式无人机对地攻击末制导律问题的工程应用具有一定意义。     

基于零控脱靶量的滑模变结构末制导律设计

针对机动目标, 采用滑模变结构方法, 设计了一种基于零控脱靶量的末制导律。首先, 根据弹目运动方程建立了系统模型; 其次, 选取零控脱靶量作为滑模切换面, 利用指数趋近律和模糊控制法推导了俯仰通道的末制导律; 最后, 对蛇形机动目标进行了弹道仿真, 验证了所设计制导律的可行性和有效性。另外, 仿真结果还表明, 在解决滑模制导律中的颤振问题、缩短剩余飞行时间等方面, 加入模糊控制环节的方法比用饱和函数代替符号函数的方法更加行之有效, 具有更强的鲁棒性。     

攻击机动目标的导弹三维变结构导引律

针对导弹采用变结构导引律攻击机动目标时,容易引起视线角速率抖动的问题,在变结构控制理论的基础上,利用RBF神经网络具有自主学习的能力,提出了一种基于RBF神经网络的变结构趋近律参数项在线自适应调节的三维导引律,克服了导引过程中变结构趋近律参数项不易确定的缺点,从而降低变结构控制的抖振,提高了导弹的命中精度。仿真结果表明,该导引律有很强的自适应能力和鲁棒性,满足导引要求。     

基于状态观测器的变结构末制导律设计

本文针对仅有相对距离和视线角可测的导弹,设计了一种基于状态估计的变结构末制导律.将非线性项和目标机动视为新的状态变量实现对原相对运动方程进行的扩张,设计扩张状态观测器实现对不可测的相对距离变化率和视线角变化率的估计.基于扩张观测器的估计值,利用变结构控制理论设计了保证切向速度趋向于零的末制导律,从而实现导弹直接命中目标,并从理论上对制导回路的稳定性进行了证明.最后进行了数学仿真,仿真结果表明在设计的制导律脱靶量较小,验证了扩张观测器和制导律的可行性.     

基于RBF的带落角约束的最优滑模导引律设计

根据防空导弹打击目标的作战特点,提出一种基于RBF网络的带终端落角约束的最优滑模变结构导引律。首先应用最优控制理论和变结构控制理论设计基于视线角和视线角速度的最优滑模变结构导引律,然后应用RBF网络对所设计导引律中的变结构项的增益进行调节。仿真结果表明,所提出的导引律不仅能减弱系统抖振,而且能够同时满足命中精度和命中期望角的要求,对目标机动具有很好的鲁棒性。     

一种变结构垂直俯冲攻击制导律

针对空地导弹垂直俯冲攻击的要求,建立导弹-目标运动模型,设计了一种对脱靶量和终端攻击角度约束的变结构制导律.运用自适应滑模趋近律,将目标机动视为干扰,并采用准滑动模态控制削弱了抖振的影响.所得制导律形式简单、实用,且克服了被动寻的导弹不能测量弹-目相对距离变化率的约束.分析了4个制导参数对制导效果的影响,为制导参数的选...     

基于协商对策的多平台目标跟踪冲突消解

以利用多平台对空中多机动目标跟踪为背景,针对各平台执行能力与跟踪精度不同所导致的任务分配与平台资源利用之间存在冲突的情况,研究了基于协商对策的多平台目标跟踪冲突消解方法。以提高机动目标跟踪精度为原则,在避免重复跟踪和目标遗漏的同时充分利用平台资源,通过比较各平台对不同目标的跟踪精度,根据具体态势优先或按顺序分配任务。基于Visual C++6.0对多平台多机动目标跟踪中采用协商对策实现冲突消解的方法进行了仿真,通过与随机任务分配时的跟踪精度比较,验证了该方法的有效性。     

三维非线性鲁棒制导律

建立了球坐标系下的三维导弹与目标相对运动模型,基于Lyapunov方法和输入状态稳定性(ISS)分析,设计了非线性三维鲁棒制导律,不需要估计目标加速度,实现了对机动目标的扰动抑制跟踪,并且比传统的比例制导律在拦截时间及鲁棒性方面具有优势。仿真结果表明,对于目标作复杂的大机动逃逸运动,仍然能够取得较好的跟踪性能和鲁棒性。     

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。     

抗激光散斑干扰的电视制导跟踪算法研究

随着激光对抗技术的迅速发展,采用低能激光对电视制导实施散斑干扰已成为一种极具威胁的干扰形式,严重影响电视制导的跟踪效果。针对传统的电视制导跟踪算法在激光散斑干扰时跟踪效果不佳的问题,进行了抗激光散斑干扰的电视制导跟踪算法研究。首先设计激光散斑干扰模拟装置,在实验室条件下模拟产生激光散斑干扰,然后对当前主流的电视跟踪算法进行深入研究,重点对比分析其抗激光散斑的干扰能力。实验证明,粒子滤波跟踪算法具有较好的稳定性、鲁棒性和抗激光散斑干扰的能力。