基于预测控制的寻的导弹末制导律研究

为提高寻的导弹末制导性能,解决传统比例导引律在目标大机动的情况下,制导性能较差的问题,文中通过对一个简化了的二维导弹目标遭遇模型的研究,基于连续时间预测控制理论的输出跟踪方法,给出了一种寻的导弹最优末制导规律,并对其稳定性进行了分析。该预测制导规律不但解决了反馈线性化制导律在使用条件上的限制问题,而且通过数字仿真表明,所设计的预测制导规律比传统的比例导引规律具有更好的制导性能。特别是在得出的加速度指令方面,具有很大优势。     

模糊扩展比例导引研究

为了提高导弹制导律的性能,研究了一种新的模糊扩展比例导引方法.在模糊扩展比例导引设计中,以视线角速度和视线角加速度为输入,通过输入的归一化处理和模糊制导指令运算得到基准的模糊控制指令调节因子,按照导弹最大法向加速度和指令调节因子形成制导指令.仿真结果表明,与传统的比例导引比较,提出的模糊扩展比例导引抗目标机动的能力强,控制能量要求低,脱靶量小.     

一种近空间高超声速飞行器的制导律设计与仿真

为了实现一种由助推、近空间巡航和俯冲攻击组成的高超声速飞行器攻击弹道以对付具有大机动能力的目标,采用粒子群优化方法一体化设计高超声速飞行器的固体火箭助推器和助推弹道;巡航段水平面内采用一种3维虚拟目标比例导引律,纵向平面内基于非线性系统奇异摄动理论和虚拟目标导引方法设计一种次最优组合制导律;俯冲攻击段基于随机跳变系统理论设计一种最优制导律.3维全弹道仿真结果表明所设计的制导律合理,中制导律能够有效衔接助推段和俯冲攻击段,末制导律能够有效实现攻击大机动目标的制导任务.     

空空导弹末端控制滑模导引律研究

针对现代空战中目标大机动条件下, 末端控制(ENDGAME)段导弹和目标间的相对运动, 结合滑模控制理论设计了工程上易于实现的滑模制导律, 并进行了仿真计算。最终仿真结果证明了滑模导引律比传统的比例导引律在ENDGAME中对目标机动有更好的制导性能。     

一种基于目标机动补偿的协同制导律

针对多飞行器协同作战的特点和要求,提出一种针对机动目标时间可控的协同制导律。该制导律由时间误差反馈与引入目标机动补偿的扩展比例导引(Augmented Proportional Navigation Guidance,APNG)结合推导得出,其结构形式简单,易于实现。通过多种目标机动形式数字仿真,验证新型制导律导引多飞行器在期望时间击中机动目标的有效性及可行性。     

二次型一阶最优制导律的一种实现方案

基于二次型性能指标的一阶最优制导律对导弹指令响应的动力学滞后和目标的机动进行有效的补偿，有助于在远小于比例导引的过载需求下快速高精度拦截目标，值得深入研究。重点对基于雷达主动导引头的二次型一阶最优制导律实现过程中的信息测量与估计问题进行了研究，给出了视线转率测量和剩余飞行时间的计算方法参考。     

基于相对速度偏角的舰空导弹三维制导律设计

针对舰空导弹拦截掠海飞行目标问题,考虑到目标具有强机动性和导引头对低空海面目标的视线角速度量测噪声,以及末制导在三维空间中进行,在建立空间导弹拦截目标相对运动模型基础上,选择空间导弹和目标的相对速度偏角作为零化目标,设计了一种具有强鲁棒性的基于零化相对速度偏角的空间变结构末制导律,给出了导引指令信息解算模型,仿真结果不仅验证了解算模型的正确性,还表明了在对抗目标大机动和低空目标视线角速度量测噪声等方面,所设计导引律比传统的空间末制导律具有更强的鲁棒性.     

基于双方最优控制的微分策略制导

为了提高导弹攻击大机动目标的制导能力,文中提出了双边最优的微分策略制导律。并针对数学上难于求解的两点边值问题,创新性的采用了伴随方法进行求解。在导弹和目标均为一阶时间延迟下推导出微分对策制导的公式,通过与扩展比例导引、单边最优制导的仿真比较,考察脱靶量和控制能量两个指标,得出微分策略制导在理论上的先进性。     

图像制导导弹落角约束的制导律设计

针对某些图像制导导弹限制终端攻击角的作战要求,提出一种落角约束最优导引律。该导引律形式简单,易于工程实现。仿真结果证明,能满足脱靶量小的要求,对于某些机动的目标,该制导律都能够以期望的终端攻击角度命中目标,对于目标的机动具有较好的鲁棒性。     

最优滑模制导律设计与仿真

在最优比例导引基础上推导出最优滑模制导,并用Lyapunov方法证明其稳定性。在仿真验证中,通过与理想比例导引的对比,并考察制导精度和攻击区两个指标,得出最优滑模制导是一种更高级的制导律的结论。本文的创新之处为滑模制导律中滑模项的设计,这也是该制导律的设计难点。     

一种实现垂直攻击的导弹末制导律研究

为了使导弹的战斗部能够发挥最大的效能或使导弹能够实现对特殊目标的打击，研究了一种纵向制导律．此制导律能够对落角进行约束，从而使导弹实现对目标的垂直攻击．对传统比例制导律进行了改进，在充分发挥导弹机动能力的条件下，设计了一种既能够击中目标，又能够满足对落角要求的轨迹预测比例制导律，最后通过仿真，验证了此制导律在对目标实现垂直攻击中的可行性．     

基于神经网络的中制导律

基于神经网络的中制导律适合末段采用寻的制导的复合制导导弹。采用针对固定目标、同时能满足复合制导中制导要求的最优中制导律来提供神经网络的训练样本，通过遗传算法对神经网络的各个权值及各神经元的阈值进行综合寻优，以各时刻导弹及目标的位置坐标作为神经网络输入，经过计算输出相应的中制导指令。仿真结果表明基于神经网络的中制导律不仅能用于攻击固定目标及机动目标，同时能满足复合制导中末交班的各项要求。     

基于遗传算法的空地一体化攻击模糊比例导引律

针对空空导弹具有攻击空中目标和地面目标双任务的发展趋势,为满足导弹空地一体化综合作战模式需要,设计了一种适应双任务空空导弹作战需要的攻击导引律。在三维比例导引律的基础上,根据导弹和目标状态信息,利用遗传算法求解最优模糊控制规则;利用模糊控制来控制导引律在空间三轴的比例系数分量,从而建立了一种适应空地一体化攻击模式的导引律;通过仿真实验对空地一体化攻击导引律和传统三维比例导引律进行了对比。仿真结果表明：所设计的导引律能兼顾双任务攻击方式,且在对地面目标打击时具有更大的命中落角,更加适应空地一体化攻击作战模式。     

滑翔增程制导炮弹复合导引算法设计及仿真

以滑翔增程制导炮弹为研究对象,研究其实现远程飞行和精确打击的导引律设计方法。为提高滑翔增程制导炮弹的射程,保证远距离飞行的稳定性,并实现对目标的精确打击,设计中、末制导结合的复合导引算法,采用经典PD控制方法进行中制导弹道跟踪算法设计;采用比例制导律设计末端精确导引算法;基于所设计的方法开展弹道仿真验证。仿真结果表明,导引算法能够实现不同射程的精确打击,满足设计要求。     

空空导弹中制导律的适用性研究

对三种典型中制导律攻击多种目标的适用性进行了研究。首先,将空空导弹所攻击的目标按照运动特性进行了分类;然后,对比例导引、奇异摄动和弹道形成三种典型中制导律的性能及适用性进行了深入分析,并进行了仿真验证。仿真结果表明：比例导引规律能量消耗大、速度低,但指向误差小;奇异摄动方法消耗小、速度快,但指向误差大,适用于攻击按照固定轨迹飞行的目标;弹道形成方法在能量和速度方面的性能介于两者之间,指向误差小,适用于攻击可以进行机动规避导弹攻击的目标。     

战术导弹制导律设计

以某型战术导弹制导控制系统的设计为背景,总结了制导律设计中涉及的弹道特性的一些问题;分析了制导律设计中涉及的主要参数;对比例制导律弹道的一般特性进行了分析研究,并提出了修正的比例制导律。仿真表明,修正比例制导律具有拦载时间短、脱靶量小的优点。     

考虑动力学滞后的最优比例导引律研究

建立具有一阶动力学滞后的制导系统模型,利用最优控制理论,推导了考虑一阶制导动力学滞后的最优制导律。与经典的比例导引、增强型比例导引进行了对比研究,研究结果表明,这种最优制导律能有效降低弹道末端对加速度的要求,减少制导系统对末导时间的要求,同时也能有效降低动力学滞后对制导系统脱靶量的影响。     

Optimum PN Guidance Law for Maneuvering Target

An optimum PN guidance law for maneuvering target is developed using optimal control theory. By estimating the target position and setting the cost function, the guidance law can be deduced even without knowing the missile lateral acceleration. Since the quadratic cost function can make a compromise between the miss distance andthe control constraint, the optimum guidance law obtained is more general. Also, introduced line of sight rate as the input, a practical form of this guidance law is derived. The simulation results show the effectiveness of the guidance laws.