组合末制导律及其仿真研究

传统的比例导引具有很多缺点。第一,在攻击大机动目标时的控制精度差;第二,对导弹的需用过载要求大;第三,增益高的比例导引中任何噪声都会使它的性能大大降低。为了克服上述缺点,提出了一种简单有效的组合末制导规律,即比例加追踪法的组合末制导规律,它继承了纯比例导引所具有的简单、易于实现的优点,同时还可以降低导弹的需用过载,提高导弹的打击精度。经过大量的数字仿真,所提出的组合末制导律,导弹的平均过载和峰值以及终端脱靶量均小于比例导引。     

一种考虑机动能力的交会角约束弹道设计方法

一般导引弹道的设计都是以导弹可用过载远远满足需用过载为前提,但是防空导弹受其尺寸和燃料的限制,在攻击空袭目标时,不仅要考虑其脱靶量,还要权衡其拦截能力进行综合考虑。首先建立了二维交战模型,并通过最优控制理论推导了一种考虑交会角与过载约束的导引方式;然后通过最小二乘法拟合可用过载边界曲线,设计一种时变权系数;最后对导引弹道进行仿真,验证导引方式的可行性。     

反舰导弹大空域变轨的三维扩展比例导引律

为了使大空域变轨弹道的理论研究更符合反舰导弹的实际运动状态,建立了反舰导弹追踪虚拟目标的三维空间相对运动模型。同时,为了保证反舰导弹大空域变轨弹道的四段弹道平滑过渡,在导引律设计时同时考虑了脱靶量要求和末端落角要求。应用Lyapunov稳定性理论求解出满足要求的三维扩展比例导引律,对大空域变轨弹道的四段弹道设计了相应的过载控制指令,并进行了仿真研究。仿真结果表明:所提出的三维扩展比例导引律可以使反舰导弹顺利完成大空域飞行任务,而且保证了反舰导弹的所有性能指标均满足要求。     

基于滑模变结构的多功能火箭弹末制导律

多功能火箭弹进行二维弹道末端修正时,同时需满足落点多角度约束,采用优化比例导引律存在导引精度低、指令过载大、稳定性差等缺陷。提出了一种基于滑模变结构的多功能火箭弹末制导律,能够满足小脱靶量,预定落角和水平入射角多约束条件。推导了制导律计算公式,给出了稳定性证明。最后通过数学仿真,比较比例制导和基于滑模变结构的末制导律性能差异,证明了提出方法的有效性。     

不同制导律下天线罩误差对导弹性能的影响

以反辐射导弹的制导控制系统设计为应用背景,研究不同制导律下天线罩误差对导弹制导控制系统的影响。建立了比例导引律和速度追踪律下的天线罩误差寄生回路模型和制导回路模型,采用伴随法和无量纲方法,仿真分析了2种制导律下天线罩寄生回路的稳定性以及不同噪声源下的无量纲脱靶量,并进行了对比研究。仿真结果表明,比例导引律对应的寄生回路稳定域要小于速度追踪律;在雷达导引头噪声的作用下,比例导引律下的无量纲脱靶量大于速度追踪律,而在目标机动的情况下,比例导引律的制导精度要优于速度追踪律。     

超音速反舰导弹拦截策略仿真

为了研究舰空导弹对超音速反舰导弹的拦截效果,首先建立了真比例导引舰空导弹的三维矢量拦截模型,在分析反舰导弹弹道特点的基础上,分别建立了其在巡航段、机动段、比例导引段和跃升俯冲段的三维弹道模型,然后仿真了舰空导弹对处于上述四个阶段的反舰导弹的拦截弹道,对比分析了不同阶段目标机动对舰空导弹过载性能的要求,以及对脱靶量的影响。结果表明,拦截机动段和跃升俯冲段难度要比另外两个阶段更大,如果时间允许最好在巡航段和比例导引段进行拦截。     

带落角约束三维导引律在反坦克导弹上的应用

针对现代作战环境不仅希望反坦克导弹脱靶量最小,还希望导弹命中目标时姿态最佳的问题,对传统比例导引律和带落角约束的比例导引律进行了研究,并提出了带有碰撞角约束的三维比例导引律,即在俯仰通道采用带落角约束的比例导引,在偏航通道采用传统比例导引。最后以某型自寻的反坦克导弹制导控制系统的设计为背景,通过结合导弹总体参数,建立弹体运动数学模型、制导控制系统模型、舵机模型等,并利用Simulink对其进行了仿真。仿真表明,2种导引律结合运算的方法不仅易于实现,而且具有精度高、落角变化范围大,过载小的优点。     

对一组反坦克作战参数自动导引导弹的需用机动量和最小脱靶距离

本文对一组限定的反坦克作战参数求解了自动导引导弹的弹道方程,从而得到了为克服各种扰动而要求的导弹机动量的数据,并计算了末端滑行弹道的理论最小脱靶距离（平滑的）。     

反坦克导弹带落角约束滑模导引律研究

为增大反坦克导弹终端落角,提高战斗部的毁伤效能,基于终端滑模控制理论,及弹目相对运动模型,选取弹目相对速度偏角作为滑模面,同时引入落角约束项,结合快速幂次趋近律,推导出了一种带落角约束的滑模导引律。采用有限时间控制理论对导引律的稳定性和有限时间收敛特性进行了证明。最后基于弹道仿真,将该导引律与带落角约束的偏置比例导引律进行了对比仿真分析,结果表明该导引律能够满足制导精度和末端落角约束的要求,脱靶量更小,落角控制精度更高,鲁棒性更强。     

便携式自寻的反坦克导弹攻顶弹道研究

便携式反坦克导弹在通过击顶方式打击目标时,要同时满足落角和精度的要求,以达到对目标的毁伤效能。首先推导带落角约束的最优比例导引律;然后设计携式反坦克导弹击顶弹道方案,导弹先出筒无控,以指数规律完成爬升,采用定攻角进行滑翔飞行,弹道末端运用推导的导引律来满足对落点和落角的约束。仿真结果表明,当反坦克导弹攻击不同距离的目标时,该弹道方案具有较强的有效性。     

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.     

增量比例导引规律仿真研究

以弹目相遇时间及导弹所需法向过载为研究对象,建立了引入附加增量下的比例导引规律数学模型,分析了比例导引系数和附加增量对弹目相遇时间及导弹所需法向过载的影响,并运用Matlab语言进行仿真,仿真结果表明与传统的比例导引法相比,选择合适的附加增量不仅可以缩短弹目相遇时间,还有助于稳定导弹所需法向过载曲线的末端跳动现象。最后就比例系数和增量的选取提出了建议。     

一种带落角约束的三维精确制导律

为解决三维全向攻击制导问题,提出了一种新的制导律,在理想条件下,它能同时获得零脱靶量且满足任意三维落角约束要求。该方法将二维落角控制导引律(IACNG)扩展为三维,并利用四元数理论推导三维旋转矢量修正项。它不需要提供弹目距离测量信息和剩余飞行时间估计信息,适用于主动和被动寻的制导。仿真结果表明,该制导律满足脱靶量和全向落角约束要求,且在弹道末端需用法向过载接近0。     

俯冲击顶弹道落角研究

采用俯冲击顶弹道时,为保证对目标的毁伤效果,要求导弹命中目标时具有较大的落角。为增大落角,分别研究了射程和弹道高度、转比点、比例导引系数以及可用法向过载等因素对落角的影响,并进一步提出了提高落角的措施。仿真和引证表明,通过采取调高发射角、加入推力矢量控制以及改进末制导律等措施可有效提高导弹落角。     

舰空导弹抗击反舰导弹脱靶量分析

为了分析多路径效应条件下相关因素对舰空导弹抗击反舰导弹脱靶量的影响，分别建立了比例导引舰空导弹运动模型与导引回路、反舰导弹运动模型，并进行了仿真。仿真结果表明，舰空导弹初始速度和初始位置、飞行控制系统时间常数及阶数、噪声滤波器时间常数、反舰导弹巡航平飞速度、目标镜像与目标的RCS之比是影响脱靶量的主要因素。研究成果可作为武器系统作战使用研究的理论依据。     

基于Matlab的防空导弹三维弹道仿真

论述了一种基于Matlab的防空导弹三维弹道仿真方法。对导引规律和弹道仿真进行了探讨,以比例导引法为例,建立了防空导弹弹道仿真模型,讨论了部分参数的选取准则及其变化对弹道的影响,并使用Matlab语言进行了三维仿真。最后,分析了导弹速度,目标速度以及比例系数等运动参量对仿真弹道以及遭遇时间的影响。仿真结果表明:该方法对弹道优化设计有一定的意义。     

考虑弹体动态特性的机动效率约束导引律

针对考虑交会角和过载约束导引律在大机动时能量损失大的问题,提出一种考虑导弹机动效率的多约束制导律。应用最优二次型原理推导出考虑一阶弹体延迟的时变导引系数闭环次优制导形式,将导弹机动时刻阻力系数引入时变权系数,并通过迭代确定机动效率约束边界。将时变约束表示成剩余时间与弹体延迟时间的函数,代入制导指令,进行弹道仿真。结果表明,对于常值与机动目标,文中制导律与过载约束导引律同只考虑交会角约束的导引律相比,对目标均能实现末端弹道成型要求,而考虑机动效率的制导指令分配更为合理,在避免指令加速度饱和的同时有效降低了拦截末端速度损耗,提高制导精度与毁伤效果。且该制导律中时变权系数无须配平求解,在保证精度的同时极大地提高了迭代速度。     

极化域-空域联合估计在反辐射导弹抗诱偏中的应用研究

提出了将极化阵列应用到反辐射导引头上,导引头利用目标与诱饵的极化差异,采用极化域-空域联合估计方法抗诱偏。首先,利用波达方向矩阵法,估算出雷达与诱饵的空间二维到达角和极化参数,将估算出来的二维到达角信息为反辐射导引头提供导引,极化参数用来鉴别雷达与诱饵,从而达到抗诱偏的目的。然后,结合导弹运动方程及导引方程对反辐射导弹抗三点源诱偏进行了全弹道数字仿真,并且采用Monte-Carlo方法对全弹道仿真进行了多次实验,仿真结果证明了将极化域-空域联合估计应用于反辐射导引头抗诱偏的可行性。     

反舰导弹末端机动方式的作战使用方法

为了研究反舰导弹各种末端机动弹道(蛇行机动、螺旋机动、摆式机动等)的控制和使用方法,首先对反舰导弹末端机动控制参数之间的关系进行深入分析,然后依据反舰导弹与水面舰艇之间的攻防对抗机理和反舰导弹作战使用限制条件,得出反舰导弹在各种约束条件下的末端机动弹道控制参数解算模型,最后以舰空弹脱靶量最大为反舰弹最优机动准则,解算反舰弹各种机动方式下的最优机动策略。     

弹目交会条件的分布规律

提出了研究弹目交会条件分布规律的必要性,阐述了空空导弹六自由度弹道仿真数学模型。通过对大量的数字仿真结果进行统计分析,得出了导弹脱靶量和弹目交会角的重要分布规律,为进一步研究导弹单发杀伤概率的分布规律及其影响因素奠定了基础。