一种适用于地基拦截弹高空拦截弹道导弹的制导方法

研究了地基拦截弹高空拦截中近程弹道导弹的制导方法。首先,对目标预测拦截点进行拦截的拦截弹运载段的制导方案进行了研究,给出了一级飞行程序模型和二级导引规律,同时提出了一种确定目标预测拦截点的方法,并通过仿真分析论证了方案的可行性。     

采用状态转移矩阵的拦截中段制导方法

基于相对运动理论提出拦截中段制导方法。方法原理为,将拦截器初始轨迹与施加修正后的轨迹视为一主一从两空间目标,以相对运动理论描述从目标相对于主目标的运动规律,于是初始的修正量可由终点处相对状态求解。给出了一般形式的相对运动模型,运用几何法与变分法推导得到了J2摄动影响下相对运动的状态转移矩阵,在此基础上,提出了采用状态转移矩阵的拦截中段制导方法。仿真算例表明,提出的方法能够为工程实际中的拦截中段制导提供有效支持。     

基于双模预测的大气层内拦截弹中制导律研究

大气层内目标拦截弹的中制导过程除了要满足中末制导交班要求,还要满足多种控制和轨迹约束。针对该问题,首先建立基于虚拟目标的次最优常系数中制导律,再结合双模预测控制思想,提出一种新的双模预测中制导律,并通过模型变换和牛顿-辛普森算法的采用,简化在线计算量。所设计的预测导引律不仅能够显式处理状态和输入约束,还能在常系数次优化导引律的基础上进一步优化性能指标。仿真结果证实了该方法的有效性。     

预测拦截导引方法

本文介绍了一种名为“预测拦截”的新型导弹导引方法,并提供了一个运用这一新的制导概念的范例。这一新的制导方法的要点是在导引律的推导中考虑了目标机动参数。在此导引律的推导中使用的机动目标具有法向和切向的加速度。用于模拟某些假设或真实拦截情况的程序已被开发出来,模拟结果表明:在所有情况下,采用本导引律的导弹轨迹均为直线或近似直线。     

拦截高速机动目标偏置比例制导律研究

针对制导过程中碰撞角约束问题,提出了一种偏置比例导引律。该导引律采用时变的自适应导航比,兼备了顺轨和逆轨拦截能力,并可拦截高速机动目标和低速机动目标。针对机动目标推导了时变偏置角速率偏差的平面解析解,并且给出了自适应导航比的表达式;将平面制导律向三维扩展,给出了二维加速度与三维总加速度的计算关系,提出了三维期望碰撞角的实现方法。通过与3种导引律对比,验证了所提出导引律在碰撞角误差、脱靶量和控制力等方面均有优势。     

高空拦截的导引规律

本文讨论高空拦截的导引问题。出发点是要使拦截器的有限机动能力得到最有效利用,以保证所要求的拦截精度。我们解决问题的方法是利用予计脱靶量的概念,建立予计脱靶方程,把拦截导引问题转述为终点脱靶量控制问题。应用极小值原理于这个简化的等效问题。直接得出导引规律的解析表达式。这样做的好处是概念明确、数学处理简单。本文讨论了省力、快速两种导引规律在主动段拦截和被动段拦截情况下的导引公式。对文献中很少涉及的拦截时刻的确定进行了讨论,给出在特定条件下导引规律的实时计算公式。所得结果可用于无线电指令制导。稍加变换也可用于自动瞄准末制导。本文最后基于予计脱靶方程对导引规律特性进行了分析。其结果与数字计算结果一致。     

一种连续修正速度方向的导引方法

考虑制导炮弹由身管武器发射，其飞行控制能力和导引信息量有限，基于预测落点位置偏差量来修正速度方向并在控制时间内连续分配导引指令的思想，提出了一种新的三维末制导方法。根据非线性弹道方程组的级数解预测弹丸落点位置，得到落点与目标的偏差，并提出了两种通过此偏差解算当前速度方向修正量的方法。取剩余飞行时间为修正时间，通过将速度方向修正量分配到整个剩余导引段建立了加速度修正公式，以减小导引指令饱和的可能性。通过连续地预测落点和分配加速度指令来实时地导引飞行。仿真结果表明：该导引方法简单可行，精度高，对控制能力要求较低，且具备较好的制导效果和毁伤效果，为该体制制导炮弹的应用提供参考依据。     

机动高速目标的全向拦截制导律研究

针对机动高速目标拦截制导问题,建立了全向拦截机动高速目标的相对运动方程,推导并设计了能同时进行顺轨和逆轨拦截的全向真比例(OTPN)制导律,无需对目标加速度的估计和增加修正项即可满足对机动目标的拦截制导,能有效避免目标机动参数估计误差对制导精度的影响。数值仿真结果验证了OTPN拦截制导律可有效拦截机动高速目标,同等初始条件下,OTPN在捕获范围、弹道特性、过载变化、总控制量等拦截参数上均优于传统的经典比例、负比例及其扩展制导方案。     

控制速度方向的弹道修正导引方法

由于制导炮弹由身管武器发射,其飞行控制能力和导引信息量有限,故基于预测落点位置偏差量来修正速度方向并在控制时间内连续分配导引指令的思想提出一种新的三维末制导方法。根据非线性弹道方程组的级数解预测弹丸落点位置,得到落点与目标的偏差,并提出两种通过此偏差解算当前速度方向修正量的方法。取剩余飞行时间为修正时间,通过将速度方向修正量分配到整个剩余导引段建立加速度修正公式,从而减小导引指令饱和的可能性。通过连续地预测落点和分配加速度指令来实时地导引飞行。仿真结果表明:该导引方法简单可行,精度高,对控制能力要求较低,且具备较好的制导效果和毁伤效果,可为该体制制导炮弹的应用提供参考依据。     

反弹道式导弹最佳制导规律的确定

当弹道式再入飞行器的状态不确定时,防御弹道式再入飞行器的基本问题之一是制导拦截器问题。一般方法是先使用某种形式的卡尔曼滤波器估算再入飞行器的现时状态,然后预测它的作为时间函数的未来状态。如果知道再入飞行器的性能,就能够算出拦截器的发射时间和发射角,根据这些数据确定标称拦截点.一旦拦截器处于飞行中,由雷达测量结果,就     

基于几何关系的视线指令制导律研究

针对近程车载防空系统拦截空地导弹的制导问题,设计了一种视线指令制导律.首先建立了地面站、拦截弹和空地导弹三者之间相对运动模型,然后以控制拦截弹位于地面站和空地导弹连线上为目标,根据三者在空间的几何关系设计了一种视线指令制导律,并对拦截的可行性进行了分析.仿真结果验证了所设计的制导律能够有效保证地面站的安全,与比例导引律相比,提高了制导精度,缩短了拦截时间.     

滑模变结构导引律在动能拦截器上的应用研究

由于大气层内动能拦截器控制系统具有非连续性、不确定性,为了提高动能拦截器控制系统的抗干扰性和机动性,设计了一种新的滑模变结构导引律.通过末制导弹道仿真,将其应用于动能拦截器末制导导引拦截三维螺旋机动目标,结果表明,滑模变结构导引律具有响应快速,简单易行,有效对付高机动目标等优点,对于KKV拦截三维螺旋机动目标有很好的鲁棒性.     

助推段反导的动能拦截弹导引律设计

为降低需用过载，对助推段反导的空基动能拦截弹导引律进行分析研究。在建立导引系统模型的基础上，增加修正因子，分析碰撞拦截点处的过载需求；区分有无预测拦截点距离误差的情况，仿真分析了拦截弹道和过载动态响应。仿真结果表明，该导引律能降低需用过载，实现碰撞拦截。     

CMAC与变结构复合控制的新型导引律

针对被动寻的导弹拦截问题,应用CMAC神经网络技术,并结合变结构控制理论,提出一种新型导引律.首先应用变结构控制理论推导出滑模变结构导引律,然后使CAMC对变结构制导律的输入、输出进行学习,以调整CMAC的连接权值,最终使得制导系统的输出完全由CMAC产生.该导引律克服了变结构制导律中变结构强度项不易确定的缺点,具有较...     

拦截高速机动目标的捕获区及微分对策导引律

针对高速机动目标拦截场景,研究末制导段捕获区存在条件及微分对策导引律问题。建立弹目相对运动模型并引入控制动力学模型,采用终端投影方法对相对运动模型进行降阶处理;基于微分对策理论推导一种解析形式捕获区,并具体到直/气复合控制导弹对机动目标的拦截中,该捕获区的存在能够保证对任意机动目标进行准确捕获;重新选取性能指标,将目标与直/气复合控制导弹在末端带有碰撞角约束的制导问题转化为零和微分对策问题,并求解出弹目最优拦截策略。仿真分析了几种情形下直/气复合控制导弹对目标实施拦截的捕获区存在域,导引律仿真结果表明微分对策导引律在对高速机动目标进行拦截时具有优良性能。     

基于微分几何的拦截弹制导律研究?

针对战术导弹的拦截问题,根据质点微分几何运动学在弧长系下及在时域内的关系,将弧长系下的微分几何制导律应用到实际的TBM拦截过程中,得到了空间中时域内的微分几何制导律以及相应的过载指令。根据拦截过程中目标的不同机动方式,采用微分几何制导与比例导引进行了仿真对比与分析,得到了两种导引律下的脱靶量与拦截时间。仿真结果表明,微分几何制导律能够在拦截过程中降低视线角速度并使其趋于稳定,在拦截开始其过载需求较大并逐渐降低至接近0,脱靶量及拦截时间都小于比例导引律,采用微分几何制导律能够在更短时的时间内进行精确拦截。     

一种有视线角约束的模糊变系数变结构制导律北大核心

针对有末端视线角约束下拦截高速机动目标的场景,设计了一种模糊变系数变结构制导律。提出了一种自适应变结构制导律,制导律可以根据弹目距离自适应调整趋近滑模面的速度;用饱和函数代替制导律中的开关项,有效消除了系统抖振。仿真表明,拦截高速非机动和高速机动目标,提出的变结构制导律均可以满足视线角约束和脱靶量要求,但需用过载较大。为解决需用过载较大的问题,引入模糊控制方法,设计模糊控制器对变结构制导律中的导引系数进行优化,得到了一种模糊变系数变结构制导律,可以满足视线角约束且有效抑制了系统的需用过载。     

空间拦截零控脱靶量与末段制导能量需求的近似计算

基于理想二体假设下的弹道方程解析式,忽略重力在拦截末段对拦截器和目标运动状态的影响.推导了空间拦截初始制导偏差与终端零控脱靶量之间的线性近似计算式,并以速度增量的大小来近似描述拦截末端主动寻的制导段的能量需求,给出了拦截末段制导最小能量需求与零控脱靶量、探测距离之间的近似关系.通过数字仿真测试了近似计算的准确性.     

末制导段比例导引法的改进

为了消除比例导引法末制导段的各种干扰因素,抑制法向过载的跳动,基于广义卡尔曼滤波多步估计理论,提出了将拦截导弹直接向瞬时遭遇点导引的末制导导引方法,并进行了计算机仿真.仿真结果表明,该方法可以明显消除或减小末制导段比例导引律的各种干扰因素,抑制法向过载的跳动,改善末制导的弹道特性,减小脱靶量,缩短拦截时间.     

高速反导弹的指令惯性精确制导系统

本文为作者在１９９３年１１月２４日在莫斯科国际弹道导弹防御系统研讨会上所作报告的录音记录的译文,它主要论述在大气层内拦截弹道式导弹头的中程及近程高速反导弹的制导方式及导引方法,主要论述了在稠密大气层内高速导弹采用的指令惯性制导方式及前置命中点的导引方法,给出了实现这种制导方式控制系统的结构。报告作者为俄罗斯专门研制高速反导弹的＂创新者＂（）设计局的人员。原文图缺,文中附图是译者根据录音报告的内容及其所注的原理加以补上,仅供参考。