诱饵影响下多枚弹道导弹突防效能研究

分析了诱饵对突防效能的影响及反导系统的拦截方式和拦截策略;在单枚弹头被发现、被跟踪、被识别及单发拦截概率的基础上,建立了诱饵影响下多枚弹道导弹的突防效能模型;定量研究了诱饵影响下,多枚弹道导弹在反导系统中采取不同拦截方式和拦截策略情况下的突防效能;进行了模型有效性验证,分析了算例结果。     

攻击角约束多拦截弹协同制导控制一体化研究

针对带有攻击角约束的多拦截弹协同拦截问题,基于制导与控制一体化(IGC)方法,提出了一种带有攻击角约束的多拦截弹分布式协同控制算法。首先,基于弹目相对运动关系和拦截弹俯仰通道动力学方程,建立带有攻击角约束的拦截弹"领弹"IGC模型,利用变增益扩张状态观测器(TVGESO)对模型中的未知干扰进行估计,在此基础上,基于干扰估计值和非奇异动态面滑模控制设计"领弹"控制算法;其次,采用基于"领弹-从弹"的分布式网络模式,设计多拦截弹协同控制策略,可以得到拦截弹在俯仰通道2个方向的速度分量,利用运动学转换关系转化为速度和弹道倾角参考指令;最后,基于TVGESO和动态面滑模控制设计"从弹"的控制算法。仿真结果验证所设计的带有攻击角约束的多拦截弹协同IGC算法具有较好的稳定性。     

临近空间高超声速巡航导弹拦截问题研究

临近空间高超声速巡航导弹已逐渐进入武器化进程,对现有空间防御体系提出了严峻挑战。首先通过分析高超声速巡航导弹的典型飞行弹道,指出其巡航段是最为有效的拦截阶段,并提出空射拦截是一种主要拦截方式。其次,为了研究制导律和相关总体参数对拦截弹的拦截能力的影响,基于拦截问题搭建数学模型,并通过大规模系统的拦截弹与目标对抗飞行轨迹仿真,获取拦截弹在不同条件下的立体攻击区域。仿真计算结果表明,为实现对目标的有效拦截,拦截弹的立体攻击区应位于目标的近正迎头空域;在当前的仿真条件下,经典比例制导律无法完成对机动目标的拦截任务;论文得出的拦截范围和相关结论对于拦截弹总体设计具有一定的指导意义。     

火箭垂直返回双幂次固定时间收敛滑模控制方法

垂直起降可重复使用火箭返回飞行时受到复杂扰动和强不确定性影响,其姿态系统呈现出强非线性和高动态的特点.为克服扰动影响实现对姿态角指令的快速高精度跟踪,提出了一种基于双幂次固定时间收敛滑模面和固定时间收敛扰动观测器的快速高精度姿态跟踪控制器.对于返回飞行姿态控制系统中的有界匹配扰动,为避免观测器的调节过程影响控制系统的性能,在控制器的设计中引入了固定时间收敛扰动观测器,从而实现了对扰动的快速高精度估计;为实现姿态跟踪控制器的固定时间收敛,给出了基于双幂次修正项的一种双幂次固定时间收敛滑模面;基于观测器输出和双幂次固定时间收敛滑模面设计了快速姿态跟踪控制器,通过引入固定时间收敛扰动观测器的输出以补偿扰动影响,从而在允许的精度损失下去除不连续控制项以抑制滑模抖振. 最后通过返回飞行大气层内气动减速段的数值仿真验证了观测器和基于固定时间收敛扰动观测器的固定时间收敛滑模跟踪控制器的性能.     

弹道导弹中段机动变轨模型研究

鉴于弹道导弹在中段机动变轨会导致飞行轨迹和落点的改变,对弹道导弹中段机动变轨进行了研究.针对弹道导弹中段飞行,引入小火箭的推力作用,建立弹道导弹中段变轨运动模型,运用四阶Runge-Kutta积分法求解其飞行轨迹,并将两种时机的机动变轨结果与自由飞行情况进行了比较,变轨时的中段结束点位置改变较为明显.仿真结果表明了该模型的有效性.该变轨模型可为目标的跟踪研究提供依据.     

空基反助推段导弹制导技术综述

为研究空基反助推段导弹的发展现状和拦截制导面临的关键技术与挑战,对空基反助推段导弹相关的文献进行了分析与总结.空基反助推段导弹由载机发射,对处于助推段飞行的导弹实施拦截,是导弹防御体系的重要组成部分.首先概述空基反助推段系统、导弹和制导技术的发展现状,介绍了典型系统方案的作战流程、拦截弹的结构与性能以及国内外助推段拦截制导技术的研究进展.其次分析了空基助推段拦截制导面临的诸多挑战,体现在拦截弹能力有限、可用时间短、目标机动性强、拦截条件复杂和不确定性强等方面.然后提出了空基助推段拦截制导需要解决的关键技术,包括动力系统配置、发射诸元快速解算、制导指令在线修正、中末制导交班方案和拦截机动目标的高精度制导律等技术.最后总结未来空基助推段拦截制导技术的发展方向为:在线制导、高精度多模复合制导、智能化和协同制导.研究表明:空基反助推段导弹制导技术尚在发展阶段,还存在一些关键问题亟需研究解决,同时,自主规划、人工智能等理论可为关键技术的突破提供参考.     

浅析美国动能反导拦截技术最新进展

动能武器作为一种高精度制导武器,在反导作战中具有重要作用.介绍了美国在动能拦截弹和电磁轨道炮等动能武器方面的研究成果和最新进展,可以看出美国近几年已实现协同作战、一体化作战能力,正在探索新型杀伤器概念、出台机载武器层(AWL)计划,论证电磁轨道炮反导方案.     

固定翼无人机自适应滑模控制

针对固定翼无人机的姿态和速度控制中存在不确定和外部扰动的问题,设计自适应超螺旋滑模干扰观测器和控制器,实现了固定翼无人机对速度指令和姿态指令的有限时间精确跟踪.首先建立固定翼无人机速度模型和基于四元数的姿态误差模型;进而在该模型的基础上针对无人机飞行过程中的外部扰动和不确定问题,采用自适应超螺旋滑模算法设计干扰观测器对干扰和不确定进行快速估计,并在此基础上设计多变量超螺旋控制器使固定翼无人机快速、精确地跟踪期望的速度和姿态指令;最后基于Lyapunov理论证明了该系统的稳定性.仿真结果表明:所提出的综合控制策略可以实现固定翼无人机速度与姿态的快速精确跟踪并具有良好的鲁棒自适应能力,而且针对无人机不同的飞行指令,使用该控制策略都能使无人机快速稳定的达到预期目标.     

弹道导弹主动段拦截导引律研究

处于主动段的弹道导弹具有很大的纵向加速度,常规的制导律很容易因为提供的爬升能力不足,使拦截弹在拦截末端陷入尾追,而导致拦截失败,对此,文章分别设计了能够克服目标纵向加速度的中制导律和末制导律。在中制导律的设计中,首先采用了对基于零脱靶量的中制导律引入目标运动补偿项的方法,设计了一种中制导律,此外结合空基反导的特点,通过控制弹目相对高度差和相对偏航距离为零达到控制视线角速度的方法,设计了另一种中制导律。末制导律采用了滑模制导律,仿真结果表明文中所设计的制导律能够以很高的精度拦截目标。     

高速近距无人机协同编队控制器设计研究

针对高速飞行的无人机协同编队,机群中单机出现故障,需退出编队飞行,同时需快速近距或超近距重新编队问题。提出了一种快速近距协同编队控制器设计方法,弥补了突发"战事"鲁棒性低,时效性差的不足并对无人机编队飞行动态特性进行了分析。考虑到外界因素已知情形下,建立适合无人机纵向动力学模型和非定常气动力模型,根据编队速度、平尾偏角、推力矢量舵偏角及俯仰角速度作为控制器输入指令信号,研究编队飞行的动态特性。同时分析编队飞行间距误差收敛于很小固定值,协同飞行稳定性良好。仿真结果表明:该控制器能够有效提高近距或超近距重新编队的速度,而且能够保持协同编队飞行的稳定性,为高速近距无人机协同编队控制器设计提供一种思路。     

基于Monte-Carlo模拟的多枚弹道导弹突防反导防御系统效能研究

基于弹道导弹突防反导防御系统的过程，对弹道导弹突防反导防御系统的效能进行了Monte-Carlo模拟；结合案例，在一定规模弹道导弹进攻下，仿真分析了反导防御系统采取不同策略对导弹弹头、重诱饵、轻诱饵的发现、跟踪、识别、单发拦截能力与弹道导弹突防效能的关系，并推导出2个提高导弹突防效率的有效途径。     

一种新的模糊控制多模型算法在目标跟踪中的应用

为解决传统的蛇形建模方法不能反映出反舰导弹典型运动特性的问题,引入动力学建模方法研究弹道问题,把导弹视为可控质点,建立了反舰导弹末端蛇形机动弹道模型.采用被动传感器进行跟踪,提出一种新的基于模糊控制的交互式多模型自适应无迹卡尔曼滤波算法,根据Sage-Husa噪声统计估值器的原理提出了状态误差协方差自适应算法,克服了传统噪声自适应算法在目标发生强机动时收敛速度慢的缺点,同时利用模糊控制方法实现了实时调整交互式多模型算法中的转换概率矩阵.仿真实表明:所建立的弹道模型对探测、识别和跟踪反舰导弹技术的研究有一定的参考价值;改进的跟踪算法能够快速调整模型概率,使得其估计误差的收敛速度比交互式多模型算法更快,鲁棒性更强,并且能够有效降低纯方位目标跟踪的误差,实现对反舰导弹末端蛇形弹道模型的稳定跟踪.     

军事卫星支援下反导系统拦截作战的影响图模型

分析了反导系统拦截作战的基本过程及军事卫星的信息支援作用,建立了基于影响图的反导系统拦截作战模型,并通过对作战模型的定性分析与数值仿真,得到了一些有价值的仿真结果。     

天基预警系统中的目标识别方法与技术

针对弹道导弹防御系统中天基预警系统运用问题,主要结合弹道目标光电识别机理,从美国天基预警系统识别方法及红外与激光目标识别技术手段入手,在温度测量、测辐射强度、红外成像、激光测量、激光成像等关键技术方面,系统地论述了在反导系统弹道目标识别中所运用的光电子学方法与技术.最后就天基预警系统中光电识别技术的优势,提出了开展天基预警系统目标识别研究的原则性建议.     

一种新的弹道导弹弹道仿真方法

针对现有弹道导弹运动轨迹模拟中普遍存在的简化运动起始状态、模拟的弹道轨迹无法全面反映弹道导弹主动段实际运动特点的问题,提出了一种新的弹道仿真的方法.该方法采用控制力加速度转弯,利用弹道导弹仰角角速度和方位角角速度求解控制力加速度,建立了弹道导弹的动力学模型,实现了弹道导弹运动轨迹的模拟.仿真结果表明,该方法能够更加逼真地模拟弹道导弹主动段的运动轨迹,为弹道导弹的弹道特性分析和进行弹道导弹的跟踪算法研究提供数据支持.     

一种基于DS证据理论的目标意图预测方法

为了在反导作战中对态势预测提供方法支撑,运用DS证据理论进行目标意图预测。根据相关证据的权重对传统的DS证据理论组合规则进行了改进;提取了弹道导弹在飞行过程中目标意图预测的关键要素,给出了基于DS证据理论的目标意图预测的方法步骤。最后结合想定进行了仿真,计算出各目标意图的基本概率赋值并给出了决策。仿真结果表明,DS证据理论运用到弹道导弹目标意图预测是可行的,可为反导作战提供辅助决策依据。     

弹道导弹雷达目标识别问题的新思考

弹道导弹雷达目标识别是反导系统中的关键技术和难点之一.为了给相关研究人员提供一些思路,从目标、传感器和环境3个方面分析了弹道导弹雷达目标识别发生的新变化,指出了现有研究中存在的不足.就正确分析和理解弹道导弹目标特性、充分挖掘单雷达识别性能、利用多雷达组网进行识别以及合理评价识别效能等急需解决的问题给出了思考.这对进一步研究弹道导弹雷达目标识别提供了一定的参考作用.     

战斧巡航导弹的作战模式与技术发展

远程精确打击武器在现代战争中有着非常重要的地位．本文以“战斧”巡航导弹的技术发展为背景,针对国外新出现的几种远程精确打击武器进行了弹道性能、作战模式、技术特征的分析研究,并对高速超音速导弹技术的现状进行了分析,为掌握未来远程精确打击武器的技术发展趋势和我国发展远程精确打击武器提供了借鉴．     

反导预警雷达交接班效能仿真模型框架研究

针对反导防御作战中早期预警雷达和多功能相控阵雷达的交接班效能仿真验证问题,深入解析了雷达交接班概念和内涵,提出了雷达交接班过程的时间、高度和逻辑三维模型.基于该过程模型和地基雷达预警探测导弹目标的使命任务特点,提出了反导预警雷达交接班准则,进而构建了包括弹道仿真、交班时机仿真等较完整的仿真流程方案和模型体系,形成一个可行有效的雷达交接班效能仿真模型框架.该模型框架可用于反导预警雷达交班策略研究等,为反导预警指挥提供一定的决策支持.     

反坦克导弹初始段弹道分析

以弹道学和导弹飞行力学为依据，对反坦克导弹初始段弹道的初速、射角及稳定性进行了分析计算，提出了提高反坦克导弹初始段弹道稳定性及如何改善初始段的弹道散布的方法。