对机动目标的滤波和预测研究(上)

因反超音速导弹和末端机动导弹的需求,必需解决对机动目标的跟踪滤波和预测问题.根据对机动目标运动特性和噪声特性的分析,指出不能用处理平稳随机过程的最佳滤波方法来处理非平稳随机过程的滤波问题.利用自动控制理论、自适应控制方法和误差相消技术,构建了对付机动目标的滤波器,并给合常用的几条航路和一条完整的末端机动导弹航路,进行了...     

用于机动目标跟踪和预测的闭环系统的设计

通过对机动目标的运动分析,应用自动控制理论,误差相消原理和自适应控制原理设计闭环跟踪滤波系统,经十条航路仿真计算证明,能适应机动目标跟踪,结果比符合假定的最小二乘法精度高,反应时间短。充分利用滤波的现在点位置信息,对预测点位置偏差的时间序列值进行校正,可使此模型更适合於打击机动目标。     

组合建模的海上机动目标群威胁预警方法

根据海上机动目标运动特性,提出用灰色模型与自回归时序组合建模方法构建机动目标运动预测模型.依据此模型对双方火力控制区的变化进行预测,最后给出了海上机动目标威胁预警仿真系统的实现思路.解决了陆基常规导弹对抗海上机动目标群的作战保障工程的部分问题,具有较强的军事应用价值.     

战斗机末端机动的非线性模型预测控制规避策略

利用非线性模型预测控制的思想建立了战斗机末端规避导弹的机动策略求解方法。根据导弹与战机的空战态势,建立了导弹与战机的相对运动微分方程;将导弹的导引律引入到导弹运动模型中,与飞机模型一起构建了系统预测模型,并对飞机和导弹的运动约束进行了分析。通过对导弹结构限制和战术特性的分析,给出了飞机机动规避导弹的性能指标,进而建立了机动规避导弹的最优控制模型。利用高斯伪谱法对模型进行求解,采用滚动优化策略实现了对机动规避策略的闭环求解。针对导弹气动参数和导航比未知以及相对测量量具有噪声的问题,利用极大似然法对导弹的气动参数和导航比进行估计,实现了对系统预测模型的反馈校正。仿真结果表明,此方法能够实现对导弹的机动规避。     

基于NMPC的战斗机末端机动规避策略

利用非线性模型预测控制（nonlinear model predictive control,NMPC）的思想建立了战机末端规避导弹的机动策略求解方法。根据导弹与战机的空战态势,建立了导弹与战机的相对运动微分方程;将导弹的导引律引入到导弹运动模型中,与飞机模型一起构建了系统预测模型,并对飞机和导弹的运动约束进行了分析。通过对导弹结构限制和战术特性的分析,给出了飞机机动规避导弹的性能指标,进而建立了机动规避导弹的最优控制模型。利用高斯伪谱法对模型进行求解,采用滚动优化策略实现了对机动规避策略的闭环求解。针对导弹气动参数和导航比未知以及相对测量量具有噪声的问题,利用极大似然法对导弹的气动参数和导航比进行估计,实现了对系统预测模型的反馈校正。仿真结果表明,此方法能够实现对导弹的机动规避。     

带末端机动的导弹再入段拦截问题研究

针对带末端具机动的导弹再入段特点,运用空气动力学理论探索导弹再入段拦截问题.首先通过分析,得到来袭导弹弹道轨迹.其次,根据来袭导弹的不同特点,分别设计了含滑动平均的比例导引律迭代算法和变比例导引律迭代算法,得到了在不同算法下的拦截仿真模型.使用Matlab进行模拟仿真研究,与传统比例算法下的拦截效果相比较,该算法不仅在末端不机动条件下,而且在末端带机动甚至复杂机动时,能够更精确地拦截目标,较好地满足了防御作战中的导弹拦截需求.     

反舰导弹预设航路末端攻击角选取问题

通过选择合理的攻击角规划出符合作战要求的飞行航路,反舰导弹按照选择的航路飞行对目标实施攻击。攻击角选取得合理与否,不仅关系到导弹航路规划的成功,而且还影响到导弹末端的捕捉概率。研究了反舰导弹的航路规划反推航路算法及末端捕捉概率模型,经过仿真试验给出了攻击角的选取依据。     

对机动突防反舰导弹的防御

建立了舰空导弹反导拦截模型和反舰导弹“蛇行机动”突防弹道模型,通过攻防对抗仿真的方法研究了舰空导弹对末端机动突防反舰导弹的防御问题,提出了对舰空导弹未来发展的建议.     

基于结构随机跳变系统的制导误差预测

针对空中目标作大机动时导弹制导误差难以预测的缺点,将导弹和目标视为一个结构随机跳变系统,并将目标作大机动当作系统的外部扰动输入,建立了该系统的数学模型,应用结构随机跳变系统理论对脱靶量的数学期望和方差进行了计算。通过仿真表明,该方法可对大机动目标进行制导误差预测,还可为变系数导引律的设计提供依据。     

战术背景对跟踪滤波器设计的影响

可以利用战术背景下做战术机动空中目标的特性来提高跟踪效果。提出了先目标机动预测,然后进行机动检测和滤波的方法（ＰＩＦ）。本方法可以提高对空中机动目标的跟踪效果而无须做大量的运算。