基于制导一体化设计实现大入射角攻击目标的技术研究

考虑到导弹弹体和控制回路的特性,结合比例导引规律,得到了一种便于工程实施的综合制导律.该制导律改善了制导性能,通过平衡舵偏补偿技术,实现了高精度、大入射角攻击目标的功能.数学仿真结果显示了该方法的有效性.     

一种简化的综合制导设计技术

介绍了制导一体化（IG＆C）设计对于提高制导精度和改善制导性能的重要作用．说明了传统的IG＆C是在最优控制的框架下进行的，因此规律中需要太多的状态信息，其中一些在实际工程中是难以获取的，从而也限制了工程应用．通过对模型进行一定程度的简化，利用可获取的信息，在视线角和视线角速度的框架下分别得到了两种IG＆C．数学结果显示了这种设计方法的有效性．     

多约束条件下反演滑模制导律设计

为了实现最佳毁伤效应,导弹一般同时要求具有较高的制导精度和与战斗部相匹配的落角.基于导弹末端视线角速度和落角多约束条件,文中结合滑模变结构控制和反演法设计了一种反演滑模制导律.建立了导弹与目标相对运动方程和末端视线角速度及落角多约束下的线性化模型,采用反演滑模设计方法设计了制导律,最后进行了六自由度数字仿真,结果表明该制导律能有效实现期望落角和中靶精度,满足设计要求.     

制导炸弹大落角攻击弹道度研究

针对制导炸弹垂直打击的要求,设计了两种可实现大落角攻击的制导方案;通过对采用带重力补偿比例导引及带重力补偿弹道成型制导律的两种制导方案进行仿真研究,检验两种制导方案的垂直打击制导效果;仿真结果表明:当制导炸弹攻击静止目标时,采用带重力补偿弹道成型制导律可实现对目标垂直打击,满足落角要求。     

制导引信一体化仿真研究

根据主动雷达导引头的工作情况，建立了与制导系统有关的各环节的数学模型，选择并设计了滤波算法，同时，利用制导系统各时间点上的测量数据，提出了弹目运动求解的新算法，从而实现了制导引信一体化设计，对于所提出的模型及算法均进行仿真研究并取得了满意的结果。     

基于小波神经网络反演的制导控制一体化设计?

设计了一种适用于制导控制一体化的小波神经网络反演方法( WNNBM )。首先,将目标运动学特性与导弹动力学的系统模型相结合,建立并简化了俯仰通道制导控制一体化模型,综合设计制导律与控制器;其次,利用自适应反演方法对一体化控制器进行总体设计,并针对一体化模型简化程度高,未建模动态难以确定的特点,引入小波神经网络( WNN)逼近系统模型;最后,进行弹道仿真。结果表明,该方法可以有效打击目标,提高系统性能。     

多目标攻击的制导律研究

研究了多目标攻击过程中导弹的制导问题。根据随机系统次最优控制理论设计出一种导引律,它利用变增益扩展卡尔曼滤波技术估计出目标状态信息,根据目标状态信息来决定导弹控制量的输入,控制导弹飞向所选择的目标。数字仿真表明了该导引律在多目标攻击中的合理性。     

基于滑模控制的导弹制导控制一体化设计

文中对某滚转稳定反坦克导弹的俯仰和偏航通道建立了制导控制一体化数学模型,在末制导段分别采用经典方法和一体化方法设计了滑模制导律(SMG)和自适应滑模一体化制导控制律(SMGC),建立了基于dSPACE的半实物仿真系统,并对两种制导律进行了数字和半实物仿真,结果表明:一体化方法优于传统方法,可有效提高导弹制导性能。     

只测视线角速度的大机动目标状态估计器设计

在直角坐标系中采用适于大机动目标的"当前"统计模型对目标机动建模。针对目标状态模型是线性的,测量模型是非线性的情况,使用两步滤波器。对目标加速度方差和测量噪声方差进行在线估计,实现了自适应滤波。所设计的估计器与EKF估计器进行仿真比较,结果前者误差能较快收敛并且精度较高。因此所设计的估计器适于红外成像导弹拦截大机动目标。     

基于空中机动目标拦截的制导和引信及战斗部一体化设计研究

为实现对空间机动目标的可靠拦截,研究防空导弹制导盲区情况下常规破片战斗部的制导和引信及战斗部一体化设计方法。在已知目标最大机动能力作为先验信息条件下,通过目标最大机动能力估计制导盲区内目标潜在运动的状态集合;建立破片飞散的数学模型,根据目标状态集合和破片飞散特性求解防空导弹最佳交会状态和引信最佳起爆时间;采用Gauss伪普法,以末端弹目相对位置、弹目视线角和速度矢量夹角作为约束,求解导弹实时最优控制输入,使防空导弹到达最佳拦截位置。仿真分析结果表明,所提制导和引信及战斗部一体化设计方法能够实现引信最佳起爆控制和目标可靠拦截,对战斗部设计提供了依据。     

俯冲攻击制导律设计

对比例导引在俯冲攻击中的应用进行论证和弹道设计,采用最优控制法和逆矩阵法进行末端速度约束俯冲攻击制导律的设计,通过仿真验证和对比分析,结果表明,速度约束法能够大幅度提高落地攻击角度。     

考虑攻击角约束和输入饱和的制导控制一体化设计

针对攻击角度约束和执行机构因物理约束导致控制输入饱和的问题,提出了一种带攻击角度约束和输入饱和的制导控制一体化设计方法。建立了带攻击角度约束的制导控制一体化三通道独立设计模型,采用扩张状态观测器估计和补偿模型误差和通道间的耦合关系。在此基础上,采用终端滑模控制和反演控制,对制导控制系统进行一体化设计,并引入Nussbaum函数和一个辅助系统处理输入饱和问题。通过导弹六自由度仿真验证了所提制导控制一体化算法的有效性,制导精度和角度约束精度比现有制导控制一体化算法更高,且制导控制效果更好。     

基于零效脱靶量的制导估计一体化方法

为提高反临近空间高超声速目标的拦截精度,提出一种基于零效脱靶量的制导估计一体化设计方法,通过对目标拦截的制导估计问题分析,建立制导估计一体化设计的系统模型,并对具有目标机动补偿的零效脱靶量制导律进行设计。在目标状态信息可量测的条件下,零效脱靶量制导律与比例导引法相比,其制导性能略高;在目标状态信息不可量测的条件下,基于零效脱靶量的制导估计一体化设计方法对目标加速度的估计误差更小,制导精度也更高。利用该方法可以较好地跟踪目标机动,减小估计延迟对制导精度的影响,具有较高的制导精度和较强的鲁棒性。     

再入飞行器攻击慢速活动目标的制导方案研究

研究了再入飞行器攻击海上慢速活动目标的制导方案。首先介绍了目标的初始侦察定位系统 ;然后对再入飞行器攻击活动目标可以采用的导引头以及高空探测系统进行了分析 ;最后对再入飞行器降弧段的制导规律进行了研究。针对目标的最大逃逸范围 ,提出了高低空复合制导方案 ,仿真结果表明方案是可行的     

基于扩张状态观测器的攻击角度约束制导律

为满足现代战场对拦截弹特定攻击角度约束的要求,设计了一种自适应滑模制导律。以弹目视线角与视线角速率为状态变量,在二维平面建立了制导模型;采用一种自适应滑模趋近律,设计了具有攻击角约束的制导律;采用扩张状态观测器,对目标机动进行估计补偿,并用于所设计的制导律。进行了仿真分析,结果表明,所设计的制导律能够引导拦截弹以期望的角度命中目标,对于目标的机动具有一定的鲁棒性,能有效实现对目标实行特定角度攻击并基本满足零脱靶量的要求。     

基于ESO的目标机动补偿反比例制导律

为提高导弹制导系统对于高速机动目标的拦截效能,基于扩张状态观测器方法和反比例制导策略,设计了一种带扩张状态观测器的反比例制导律。考虑导弹自动驾驶仪动态特性,推导了平面内的制导模型; 设计了扩张状态观测器(ESO),将其与反比例导引策略相结合,设计了带ESO的反比例制导律,该制导律能有效估计目标机动并充分补偿制导律的不确定性干扰,有效提高制导精度; 将设计的带ESO的反比例制导律与经典比例制导律、普通反比例制导律进行仿真对比。仿真结果表明:所设计的带ESO的反比例制导律能减小弹目相对速度与脱靶量,适当地增加拦截时间,有效提高了制导系统对于高速机动目标的拦截效能。     

基于自适应神经网络的导弹制导与控制一体化反演设计

为使导弹具有更小的脱靶量和更快的响应时间,研究了导弹俯仰通道的制导与控制一体化设计问题。由于导弹和目标的相对运动方程以及导弹自身运动方程通常是在不同的坐标系下建立的,因此,制导与控制的一体化模型很难建立。此外,在导弹飞行过程中,很难获得全弹道的精确导弹气动参数,这使得控制器的设计也很困难。本文首先建立了一种较为合适的、紧凑的一体化模型,并进一步将其化为具有一般形式的含不确定量的级联系统。采用反演控制设计方法,保证了系统全部状态的稳定性。然后,设计了一体化自适应神经网络控制器,神经网络用来在线逼近系统中由于导弹气动参数摄动引起的匹配和非匹配不确定量。仿真结果表明了这种导弹制导与控制一体化设计方案的有效性。     

飞航导弹一体化制导控制系统

针对传统飞航导弹制导控制系统可靠性低、硬件和软件的重用性低、使用维护成本高等不足,从软件一体化和功能及结构一体化方面对飞航导弹制导控制系统一体化设计技术进行初步研究。以一体化、集成化和模块化的设计思路,采用高性能微处理器+总线为基础的计算机体系结构,配置强实时的分区操作系统,整合各种硬件资源,设计出具有体积小、重量轻、成本低、基本可靠性高的一体化弹载制导控制系统。该系统已成功应用于某型飞航导弹。     

一种基于李亚普诺夫理论的制导律

基于李亚普诺夫稳定性理论提出了一种新的制导律设计方法.其不采用拦截点和剩余时间的信息,仅与目标视线角微分有关,易于实现.仿真结果表明,这种制导律具有自寻的时间短和捕获区域大等优点.     

给定导弹目标线角速度的制导方法

结合现有航空导弹制导方法的不足, 介绍了一种国外导弹给定目标线角速度的新制导方法, 并建立了数学模型.模拟结果表明, 这种制导方法较好地解决了导弹制导系统的复杂性与制导精度的矛盾问题.