飞行器偏置制导律研究北大核心

高速交会条件下的某些特殊应用中存在目标点与瞄准点不一致的问题,需要飞行器在目标点旁偏置一段距离从而对瞄准点进行攻击,且在偏置过程中提出终端碰撞角约束的需求。针对此问题,在考虑到轨控发动机实际工作状态的特性下提出了一种改进的偏置制导律,通过设置偏置项,来同时满足攻击角和偏置距离的约束。经过数字仿真,证明在成功命中瞄准点的同时也能对碰撞角进行控制。     

飞行器三维偏置制导律研究

偏置制导律是一种修正的比例导引律。交会条件下的某些特殊应用中存在目标点与瞄准点不一致的问题,要求飞行器在目标点旁偏置一段距离从而攻击瞄准点,且在偏置过程中提出终端攻击角约束的需求。为了有效地杀伤目标,通过在三维平面内重新设计偏置项,提出了一种改进的比例导引律。仿真表明,该导引律在保证偏置距离的同时达到期望的视线角。     

基于预测碰撞点带落角约束的导引律设计

为提高导弹导引精度,增强对落角的控制,针对带倾角运动的目标,推导了攻击运动目标带落角约束的偏置比例导引律。通过在偏置项中加入导弹-目标的相对运动状态,实现对带倾角运动目标指定角度攻击;考虑到导弹带落角约束攻击运动目标时传统剩余飞行时间估计精度不高的问题,通过对弹目碰撞点的预测,在推导的导引律基础上设计了基于预测碰撞点的剩余飞行时间估计方法。仿真结果表明:在不同的落角约束下,设计的基于预测碰撞点的剩余飞行时间估计方法估计精准;推导的攻击运动目标带落角约束的偏置比例导引律攻击精度高,对落角控制强,过载分布合理。     

碰撞角约束的全向拦截制导律研究

针对空间拦截制导律设计中的碰撞角约束问题,通过在全向真比例制导律中增加并实时求解时变偏置角速率的方法,设计了带约束碰撞角的全向真比例制导律(Angle-Constraint Omnidirectional True-Proportional Navigation,ACOTPN),解决了顺、逆轨拦截模式下对末端碰撞角的切换、装订和控制问题。该制导律能根据目标和拦截器的运动关系自主选择顺轨或逆轨拦截模式并装订末端碰撞角进行拦截制导,碰撞角控制精度高。AC-OTPN可通过调整理想的末端碰撞角以增强碰撞效能,使得相对质量、体积较小的拦截器同样具备较强的毁伤能力,为拦截器的小型化设计和携带更多的子拦截器提供技术支撑。     

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。     

视场角限制下导弹协同攻击导引律设计

为实现多枚导弹协同攻击目标，提出视场角限制下攻击时间角度控制导引律。通过在传统比例导引上增加两项偏置项，推导出一种新型攻击时间和角度控制的导引律，并用Lyapunov理论证明其稳定性。针对导弹大机动下视场角可能超过导引头视场角范围而丢失目标的问题，将用于角度控制的偏置项分为三个阶段，设计了导引头视场角限制下的导引过程。仿真结果表明：所设计的导引律可以将视场角限制在导引头视场角范围内，实现不同位置下的多枚导弹以指定角度同一时间攻击目标，达到导弹协同攻击的效果。     

计算武器线的指挥仪型空空机炮射击火控模型

对于空空机炮射击瞄准问题,传统的指挥仪模型通过操纵本机使瞄准点与目标重合完成机炮攻击瞄准。由于瞄准点与目标均时刻变化,给瞄准带来一定困难。针对该问题,提出一种新的指挥仪模型,该模型通过操纵飞机使瞄准点与炮口十字重合完成机炮攻击瞄准。基于该方法,建立火控算法模型,给出计算火控诸元公式,分析总结了其在瞄准方面的优势。     

反舰导弹“双一”攻击最大攻击角计算方法

针对反舰导弹"双一"攻击作战中航路攻击角的制订缺乏定量依据、飞行航路中转弯角影响考虑不足等问题,研究最大攻击角计算方法。从反舰导弹飞行航路的航路点数量、转弯角、航路点间距、航程等方面对约束条件进行建模;提出了以攻击角最大、航程最短为目标函数的双目标规划方法;分析了航路点间距、航路点转弯角之间的关系。最后仿真计算了航路点数量确定与变化两种情况下的最大攻击角。结果表明:随着航路点数量的增加,反舰导弹最大攻击角迅速增大,但对反舰导弹的航程提出了更高要求;若过度追求大攻击角,将难以发挥反舰导弹的射程优势。     

具有终端约束的制导炸弹模糊变结构制导律设计

针对INS/GPS制导炸弹对地面目标的精确打击问题,提出带落角约束的模糊变结构制导律。在变结构制导律的基础上,引入终端落角约束项,应用模糊规则对所设计制导律中的变结构开关项系数增益进行在线调节。仿真结果表明,在对地面目标进行攻击时,该制导律降低变结构控制系统的抖振,同时满足制导精度和期望落角的要求,具有有效性和鲁棒性。     

一种基于过重力补偿的双角度约束制导律研究

为保证被动寻的导弹在较低的平飞弹道情况下实现对坦克目标的最佳毁伤效果,设计了一种提升末端落角的修正比例导引制导律。在传统比例导引的基础上加入过重力补偿的修正项,同时考虑导引头框架角的约束,实现对导引头框架角约束下的大角度攻击。仿真表明,该导引律能在满足导引头框架角约束的条件下以大落角命中坦克目标。     

具有落角约束的对地攻击自适应变结构导引律

针对空对地攻击武器对地面目标的精确打击问题,提出了一种带落角约束的自适应滑模变结构末制导律。该制导律在自适应滑模导引律的基础上,引入落角约束项,可以满足制导精度和落角的双重要求。仿真结果表明,该制导律对地面活动目标的攻击既具有较高的制导精度,又可以满足落角要求,对空地精确制导武器的作战使用具有指导意义。     

电视制导小灵巧炸弹三维导引律

小灵巧炸弹是一种采用倾斜转弯(BTT)控制方式的小型面对称电视制导航空弹药,在实际飞行中必须确保其导引头框架角不超出可用范围。针对上述问题,根据时变偏置比例导引的思想,在三维空间中设计视线角速率偏置项,通过姿态角时变修正实现框架角约束,提出了一种带导引头框架角约束的三维纯比例导引律。仿真结果表明该方法在保证小灵巧炸弹战技指标要求的同时有效减少了框架角需求。     

无人机地形预处理低空突防轨迹规划技术

针对无人机低空突防飞行问题,提出了一种基于飞行器最大过载约束、爬升角约束和速度约束的数字地形直接平滑技术,设计了多步判断逻辑和山峰保护逻辑以提高平滑收敛速度和对山峰的保护,生成满足无人机飞行性能约束的安全可飞行曲面;在此曲面上进行轨迹规划,避免了复杂的轨迹可飞性和安全性处理工作,提高了轨迹规划效率;利用正交配点法将无人机轨迹规划问题进行离散化,转化为非线性规划问题,并利用序列二次规划方法进行攻击轨迹求解。仿真表明,该技术能快速生成可飞行的攻击轨迹。     

基于功能树的导弹打击系统目标瞄准点选择方法

针对导弹打击系统目标的问题,建立了基于目标功能损伤度的瞄准点选择方法;在对毁伤树方法进行改进的基础上,提出了描述目标结构与工作流程的目标功能树模型,构造出体现目标整体功能下降的优化目标函数,采用模拟退火算法搜索最优解。通过算例对不同的瞄准点选择方案进行比较,发现考虑目标的功能结构特点时,得到的瞄准点明显优于其它方案。     

基于改进灰狼优化算法的地面目标最优瞄准点选择方法

针对导弹打击地面目标时的瞄准点优选问题,提出了一种利用改进灰狼优化算法（improved grey wolf op timization,IGWO）选取最优瞄准点的瞄准点选择方法。该算法基于维度学习的狩猎搜索策略（dimension learning-based hunting,DLH）,为每个瞄准点构建相邻的瞄准点集合,集合中的瞄准点可以互相共享信息,增强局部搜索和全局搜索之间的平衡,并保持多样性。在仿真实验中,将毁伤评估模型的评估函数作为瞄准点选取好坏的评估函数,并且设计导弹打击地面目标的实例对瞄准点选择方法进行验证,实验结果表明,该方法求得的瞄准点具有较高的可信度,为火力筹划中瞄准点的寻优提供了新方法。     

近距引导战斗机自动攻击控制律实现

针对现代战斗机向目标空域的近距引导过程,建立了战斗机与目标相对运动的数学模型,提出了战斗机自动攻击的概念,并推导出一种基于瞄准误差的战斗机近距引导律。在此基础上,设计了近距引导战斗机自动攻击控制律。最后对基于瞄准误差的引导算法进行仿真,结果表明基于瞄准误差的近距引导方法很好地消除了瞄准误差,能够满足战斗机近距引导指标。     

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。     

潜艇对机动目标跟踪和攻击若干问题的探讨

在现代作战条件下,潜艇所要跟踪和攻击的目标多数情况下应认为是机动目标。限于潜艇所载目标探测传感器和武器特点,以及潜艇自身隐蔽性、机动性方面的约束,潜艇跟踪和攻击机动目标存在许多困难和值得研究的问题。对这些问题进行了较为系统地梳理,并对其中的若干问题进行了探讨,包括目标机动的原因、机动目标可判断性问题、机动判断手段、机动判断后目标参数的处理、机动目标攻击的基本原则和方法等,还对潜艇指控系统强化机动目标跟踪和攻击功能提出了一些建议。     

头盔瞄准系统综述

一、头盔瞄准系统的提出在现代作战环境中,战斗机驾驶员、武装直升机驾驶员都强烈要求在高速、低空、特别是全天候条件下飞行。在这种条件下飞行,在攻击目标的过程中要求瞄准系统能够在大机动情况下操纵导弹导引头和机载雷达迅速截获目标,简化和加快大范围内的截获过程,以完成空对空作战任     

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。