红外成像制导导弹分布式协同制导律研究

针对红外成像制导导弹协同攻击问题,基于网络同步原理,考虑导引头视场角、攻击时间协同及攻击角度协同约束条件,提出了一种面向协同探测的分布式协同制导律。建立了包含弹目距离、视线角等在内的弹目相对运动方程,并通过坐标转换将攻击时间及攻击角度协同问题转化为弹目距离及弹目视线角的一致性收敛问题。在一致性问题求解过程中,应用分布式一致性策略计算满足导引头视场角约束的纯比例导引的修正量及切向加速度,从而实现了红外成像制导导弹满足导引头视场角约束的攻击时间协同和攻击角度协同,并给出了制导律成立的充分条件与参数的规范化设计方法。设计的分布式制导律具有满足视场角约束、无中心节点、适应非定常导弹速度、通讯代价小的优点,可以有效适用于红外成像制导导弹进行分布式协同制导。     

红外诱饵对成像制导导弹影响规律研究

在复杂对抗环境下,目标通过投放红外诱饵干扰红外成像导引头的识别与跟踪,从而影响导弹的精确制导,通过对不同影响因素的分析,揭示红外诱饵对成像导弹的作用机理,总结红外诱饵对导弹制导导引的影响规律。首先建立了红外诱饵、目标及导弹制导的链路仿真模型,在分析总结红外诱饵的主要影响因素基础上,分别评估了红外诱饵的投放距离、导引头图像目标识别时间及多颗诱饵弹投放间隔等因素对导弹制导导引的影响,给出了各因素对制导系统及导引系统影响的仿真结果,总结分析红外诱饵对红外成像导弹的影响机理及影响规律。     

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。     

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。     

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。     

带落角和导引头视角约束的制导律设计

针对导弹实现终端大落角对目标进行攻顶的需求,通过带落角约束的最优制导律来控制终端落角,此过程中可能会出现目标超出导引头视场的现象,所以设计了一种带修正项的制导律。该方法是在最优制导律的基础上引入一个修正项,当导引头视角超出设定阈值时开启修正项,使目标始终处于视场之内;当视角小于阈值时关闭修正项以发挥原制导律的优势。该制导律既保留了原来最优制导律的高落角特性,又有效地处理了导引头视角的问题。仿真结果表明：通过该方法实现带落角和导引头约束的导引是可行的。     

基于变结构制导律的制导指令校正算法研究

本文在基于变结构理论的基础上,将目标机动视为未知的有界干扰,设计变结构制导律,利用变结构控制系统的干扰不变特性,克服目标机动的影响;并在制导回路中引入指令校正环节,以改善导弹制导性能。仿真结果显示,该新型制导算法在攻击大机动目标时抗干扰性和鲁棒性更好。     

被动微波/红外成像复合导引头交班性能的改进方法

通过对舰空导弹复合导引交班问题的研究,分析出交班过程中存在控制信号一致性和衔接性问题;经分析后,建立了复合导引头各子系统跟踪回路的数学模型且进行了简化,并构建出其制导控制系统的数学模型;以此制导控制系统数学模型为基础,进行了舰空导弹防御反舰导弹类目标时,典型情况下交班过程的仿真分析;结果表明:交班过程对弹道有一定扰动影响;针对此问题,以自适应交接律的思想为基础,交班时采用交班算子进行交班,或弹目距离较远且交班时采用追踪法为导引律;仿真结果表明:采用一次函数或正弦函数作为交班算子及远距离交班时,采用追踪法均可以降低交班对弹道的扰动程度,改善了交班性能.     

制导律对雷达导引头系统设计影响的仿真研究

针对末制导采用角度导引、比例导引两种制导律的导弹进行数值仿真,结果显示,角度导引飞行过程平稳,对导引头稳定伺服机构隔离度,对天线罩瞄准误差要求较低,但制导精度会随着目标运动速度增大变差;比例导引导弹飞行过程运动变化相对剧烈,对天线罩要求较高,但制导精度明显高于角度导引系统.     

捷联式光学导引头特性与多维度最优制导律

为实现捷联式光学成像导引头与制导系统一体化设计,建立了全捷联制导与控制系统,根据捷联导引头特性进行制导与控制原理研究。首先,建立了全捷联导引头与陀螺的数学模型;接着,针对捷联导引头无法精确提取视线角速率的问题,提出姿态驾驶仪与视线角积分比例导引相结合的控制与制导方案,并分析了导引头体视线角、刻度因数、导航比和系统稳定区域之间的关系;然后,推导了全捷联制导系统最优制导律以提高制导系统响应速度;最后,进行了控制与制导系统飞行仿真,仿真结果表明:捷联式制导与控制系统能对静止与运动目标（速度为60 km/h）进行有效攻击,最大射击误差分别为1.49 m与2.62 m;系统误差、陀螺零偏与零偏稳定性对制导系统精度影响较大。捷联导引头制导与控制系统能满足空对地系统对静止与低速运动目标的攻击要求。     

基于目标机动补偿的增强型比例导引性能研究

红外或激光制导导弹拦截目标所需过载和脱靶量是衡量制导律性能的主要指标.为了研究针对目标机动补偿的增强型比例导引(APN)性能,使用伴随法和无量纲化方法来分析比较APN与比例导引(PN)的性能差异.仿真分析表明,制导系统动力学阶数对APN和PN的性能影响是相当的;APN放宽了对导弹的过载要求,当制导回路存在过载饱和限制时,APN能以小的有效导航比得到比PN小的脱靶量.     

激光末制导炮弹比例导引律性能研究

通过分析激光末制导炮弹比例导引制导律几何关系和原理,研究了激光末制导炮弹的工作原理,建立了含非线性进动的激光陀螺式导引头动力学模型和线性化弹体模型的末制导炮弹比例导引回路模型.根据制导控制系统是否利用导引头非线性进动信号作为制导信号,建立了两种制导控制系统数学模型,采用不同的制导时间以及弹体参数,进行了末制导炮弹比例导引回路仿真,对比分析了两种制导控制系统的性能.最后,针对非线性系统易引起弹体姿态较大摆动的问题,提出了在制导时间有限时的基于衰减系数的激光末制导炮弹改进制导方案.     

基于SIMULINK/RT-LAB的导弹制导系统HIL仿真平台设计

为方便制导技术的研究,提出了一个导弹制导系统硬件在回路(HIL)仿真方案.仿真系统可以将SIMULINK下建立的模型通过RT-LAB下载到目标机上实时地执行,提高了硬件在回路仿真的效率和可靠性.仿真过程中引入了导引头、制导舱、舵机、弹体、目标模拟器等实际物理部件,可以进行多种导引、控制律的硬件在回路仿真,仿真过程更贴近实战环境.     

导弹抗红外诱饵干扰的六自由度半实物仿真研究

导弹作为精确制导武器已经广泛运用于战场,与之相应的对抗措施也在飞速发展。红外诱饵已经成为影响光电导引头制导导弹作战效能的重要因素。为了研究红外自寻的导弹的抗诱饵干扰能力,利用半实物仿真系统构建了红外诱饵干扰条件下的导弹飞行物理效应环境,分析了导弹的抗红外诱饵干扰能力。通过半实物仿真试验可知,适当设置目标和诱饵之间的距离可以起到诱偏红外制导导弹攻击静止目标的作用;对于机动目标,若在合适的时机投放诱饵,则可有效诱偏红外制导导弹攻击。     

适用于攻击机动目标的制导律实现与仿真

为了使导弹在较短的末制导时间内获得很小的脱靶量,同时对机动过载的需求满足导弹实际过载能力,研究了适用于攻击蛇形机动目标的最优制导律和蛇形机动补偿制导律,并分析了具体实现方法,设计目标状态估计器,建立导引回路数学模型.仿真验证了测量越精确,可知信息越多,估计性能就越好;最后研究了导弹过载限制、测量误差、目标状态估计精度及制导律的选择等因素对制导精度的影响.     

脉冲调制式红外空空导弹仿真

红外空空导弹仿真是空战效能评估的重点和难点。根据红外空空导弹的识别、制导、运动机理,建立了导弹模型,同时也建立了诱饵模型,对红外空空导弹进行仿真和抗干扰分析。该导弹模型主要由导引头制导方程组、导弹运动方程组、抗干扰方法等组成。根据建立的导弹模型仿真出了导弹的攻击区、导弹和靶机运动轨迹以及导弹的抗干扰性能,通过与真实导弹进行对比表明,仿真的红外空空导弹与真实的导弹性能指标基本吻合。     

空空导弹末端非线性修正技术研究

针对红外空空导弹瞄准点与理想命中点不重合的矛盾,本文提出一种末端修正导引方法,修正导弹对目标的碰撞航线.导出了空间飞行时实现超前偏置的导引律,并提出简化导引律方案,对引入超前偏置的末端制导控制系统进行了分析,探讨了控制系统实现的方法.仿真表明对导引精度和脱靶量有显著提高,能达到理想的修正效果.     

带落角约束的滑模变结构制导律研究

针对某些制导武器命中目标时的落角指标要求,设计了带落角约束的制导律。基于变结构理论和Lyapunov稳定性理论推导了一种末端带落角约束的滑模变结构制导律,并证明了其稳定性;然后,将该制导律和优化的姿态角约束比例导引律进行了数字仿真比较。结果表明,在攻击地面固定目标时,带落角约束的滑模变结构制导律在保证命中目标的同时满足期望的落角,验证了其制导效果。     

被动微波/红外成像复合导引头交班仿真分析

通过对被动微波/红外成像舰空导弹复合导引头交班问题的研究,建立了复合导引头制导控制系统的数学模型,复合导引头跟踪回路主要由被动微波相位干涉仪与红外成像导引跟踪回路组成.以此模型为基础,进行了防御反舰导弹类目标典型运动情况下的交班过程仿真.分析了各因素在交班时对弹道扰动程度的影响.得出目标机动能力越强、速度越快、弹目距离越近,交班引起的弹道扰动越大;舰空导弹在拦截反舰导弹时,在反舰导弹巡航段进行拦截并交班时,交班过程引起的弹道扰动最小的结论.     

一种增大空地导弹落角的新制导律

为发挥空地导弹侵彻战斗部的威力,提高目标毁伤效果,引入了一种新制导律"弹道成型"制导律,对导弹的末端落角进行约束。通过与比例导引和过重力补偿比例导引进行对比,建立数学模型,进行数字仿真,分析了新制导律在增大导弹落角方面的优点。仿真结果表明,在较低的平飞弹道约束条件下及过载要求范围内,"弹道成型"制导律能以期望的落角命中固定或机动的目标,具有较大的工程实际应用价值。