垂发超近程导弹弹道优化设计

垂发超近程导弹弹道优化设计是通过设计飞行攻角和发动机推力参数使得导弹性能指标达到最优或次优。针对超近程导弹垂直发射的特点给出发动机推力的分段准则,设计导弹初始飞行状态、飞行过程状态和终端弹道状态参数等约束条件,建立导弹运动学模型和多约束条件下弹道优化模型。基于hp-伪谱法将弹道优化问题转变成非线性规划问题。最后将优化方案所得的结果和遗传算法的优化结果进行对比分析验证优化方案的合理性。仿真结果表明可为垂发超近程导弹弹道设计提供参考。     

以冲压发动机为动力的导弹爬升弹道研究

针对以冲压发动机为动力的战术导弹的爬升弹道,首先考虑了发动机的特性,对导弹加速爬升的性能进行了系统分析,获得了导弹加速爬升过程中剩余功率和燃油消耗量随飞行状态变化的规律.利用这些规律形成遗传算法弹道优化的初始种群,仿真证明可以高效地收敛获得最优弹道.在优化中综合考虑了飞行时间和耗油量,对不同优化目标的弹道进行了优化和比较.为以冲压发动机为动力的战术导弹的弹道设计提供了理论参考.     

基于工程设计法的射程优化

射程是弹道导弹的重要性能指标,飞行程序选择对充分发挥导弹运载能力,提高射程具有重要影响。针对此问题,利用工程设计法的实现容易、计算量少的优点,将以飞行程序为设计对象的最优控制泛函问题转化为参数优化问题。在此基础上,建立弹道运动模型和优化模型,并应用粒子群算法进行参数优化,求解最大射程弹道。结果表明,基于工程设计法的射程优化简单可行,利用粒子群算法得到的优化参数对改善射程有显著效果,充分发挥了导弹的运载能力。而运载能力的提高对提高导弹武器的目标覆盖范围起到重要作用。     

基于SQP法的助推-滑翔导弹助推段弹道优化

高超声速助推-滑翔导弹的弹道优化问题涉及攻角、法向过载、最大动压等多种约束条件,是一种复杂的最优控制问题。序列二次规划法（ SQP ）是解决该类问题行之有效的数值优化方法。首先给定了助推-滑翔导弹助推段的动力学方程并建立数学模型,之后利用SQP算法对助推-滑翔导弹助推段进行弹道优化仿真,获得满足各种约束条件的优化弹道。经分析可得SQP算法可以为导弹助推段寻找到一条最优弹道,从而为助推-滑翔导弹的整体结构设计提供了有益的参考。     

高斯伪谱法在变推力导弹弹道优化中的应用

为实现对可变推力固体火箭发动机推进剂的充分利用,以近程导弹拦截目标为特定研究场景,在推进剂质量给定的情况下采用Gauss伪谱法进行弹道优化设计。该方法采用变推力控制,选用固体火箭发动机实现推力可调,由比例导引给出制导指令,研究Gauss伪谱法在变推力导弹弹道优化中的应用方法,最终得到目标函数及约束条件下的比例导引变推力优化方案。仿真结果表明了高斯伪谱法应用于可变推力导弹弹道优化设计的有效性,同时与传统发动机方案下的弹道进行对比,表明了变推力控制在导弹弹道性能上的优越性。     

自寻的多用途反坦克导弹基准弹道设计与仿真

为了使反坦克导弹满足现代战场多用途化的需要,可实现平飞攻击和攻顶攻击,对某型反坦克导弹平射弹道和攻顶弹道进行了初步设计,提出了一种可以实现平射和攻顶的弹道方案,在外弹道学和导弹总体参数的基础上建立了它的运动方程,最后基于Simulink对其进行了编程和仿真。仿真结果表明,采用设计的弹道方案平射时导弹落角可达-15°的要求,攻顶时导弹落角可达到-30°的要求,即可以实现平射和攻顶弹道,所以设计的弹道可为未来多用途反坦克导弹弹道提供借鉴。     

近程防空导弹发动机推力方案优化研究

以近程防空导弹为背景,探讨了双脉冲推进技术对导弹性能的提升效果。建立了飞行弹道的数学模型,给出了制导方法及推力模型,借用遗传优化算法,以扩大导弹近界至远界各典型弹道的末速度为优化目标,对各种推力方案下推力参数进行了优化。研究表明,相比于传统单级推力形式,双脉冲推力对近程导弹末速度提升明显;优化得到了使导弹末端机动性能最优的双脉冲推力方案,为近程防空导弹双脉冲发动机的设计提供了理论依据。     

基于SQP法的助推-滑翔导弹助推段弹道优化研究

轨迹优化是飞行器总体优化设计中的重要组成部分,它贯穿于飞行器的整个设计过程。高超声速助推-滑翔导弹的弹道优化问题涉及攻角、法向过载、最大动压等多种约束条件,是一种复杂的最优控制问题。序列二次规划法（SQP）是解决该类问题行之有效的数值优化方法。本文利用SQP算法对助推-滑翔导弹助推段进行弹道优化,为这一高超声速飞行器的整体结构设计提供了有益的参考。     

跳跃式弹道导弹突防能力

建立了导弹防御系统仿真模型,对跳跃式弹道导弹的突防效能进行了分析.基于弹道数据,计算了导弹采用传统抛物弹道的突防概率与不同RCS情况下采用跳跃式弹道的突防能力.针对跳跃式弹道导弹末段突防能力不高的问题,对弹道进一步改进,即在末端进行迎角变轨机动或蛇行机动.仿真结果证明,末端机动有效地提高了导弹全程的突防能力.     

反辐射导弹对水面舰艇作战末端弹道分析

针对反辐射导弹对水面舰艇的作战问题,基于比例导引规律,建立了反辐射导弹末端弹道模型并进行了仿真分析。考虑到实际中反辐射导弹控制电路的延迟以及最大过载的限制,对比例导引规律进行了修正。以水面舰艇的搜索雷达为攻击目标,研究了低数据率条件下反辐射导弹的末端弹道轨迹以及末端弹道的需用过载。仿真结果表明,测角噪声、控制电路的延迟和低数据率导致了反辐射导弹脱靶量的增大。最后以蒙特卡罗实验,分析了脱靶距离的数值以及测角噪声、控制电路的延迟和低数据率对脱靶量的影响程度。     

弹道式导弹弹道多目标优化研究

以某导弹飞行程序设计为例进行了弹道式导弹弹道多目标优化研究。针对弹道设计中的多种约束和要求,建立了弹道多目标参数优化问题的目标规划法数学模型,进而采用约束变尺度法解决了最大射程及任一给定射程飞行程序选择问题,并进行了参数分析。为得到全局最优解,用正交试验法求取初始点;为提高梯度计算精度及速度,引入正交试验求梯度的方法,并作了改进,结合偏差积分法提出了新的梯度计算方法。     

导弹突防后弹道机动调整策略强化学习

针对弹道导弹中段突防后飞行弹道与标准弹道产生较大偏离的弹道机动调整问题,建立了机动调整时机策略最优化模型。设计了机动调整逆序Q学习算法,采用Tile coding逼近器编码状态特征空间,并对其进行线性逼近。构建了Q学习算法与蒙特卡罗方法相结合的逆序更新策略机制,以对导弹机动调整最优时机进行训练。仿真测试分析结果表明,在给定场景参数下,通过10 000代强化学习算法训练得到的策略能够可靠地使用最少机动次数控制导弹突防后飞行弹道的调整决策,验证了方法的有效性。     

滑翔导弹再入拉起段弹道优化设计与制导

对滑翔导弹再入弹道进行了分段,根据再入拉起段的特性建立了弹道优化设计模型,认为导弹在再入拉起段弹道终点时应处于纵向力平衡状态,使用Gauss伪谱法进行了再入拉起段的能量最优弹道优化计算;利用基于伪谱法优化的弹道在线生成,实时产生控制指令,实现了再入拉起段的闭环弹道控制.仿真结果表明,Gauss伪谱法弹道优化具有精度高、计算时间短等特点,闭环弹道控制能较好地消除风、再入参数偏差等干扰的影响,具有应用于在线制导的潜力.     

多脉冲导弹可达域优化方法设计与分析

为了更合理地制定导弹的战术指标和作战任务规划,对多脉冲导弹可达域进行研究。通过引入加权的纵程和横程的组合性能指标函数,将可达域的优化问题转化为最优控制问题,建立以飞行攻角和侧滑角为双优化设计变量的多阶段多约束优化模型,采用hp自适应伪谱法对其进行求解,并着重分析多脉冲导弹发动机参数和终端约束条件对导弹可达域的影响。仿真结果表明,hp自适应伪谱法能有效解决多阶段多约束的多脉冲导弹可达域优化问题,且多脉冲导弹脉冲发动机时间间隔越小,推力比越大,装药比越小,导弹的可达域越大,相比于终端速度对可达域的影响,终端弹道倾角对可达区域的影响较小。     

变推力固体火箭发动机战术导弹弹道优化研究

在给定发射初始条件、目标逃逸方式及控制律条件下进行了导弹性能仿真,给出了采用变推力固体火箭发动机的战术导弹最大发射弹目距离和变推力固体火箭发动机二级推力所对应的关系,形成了仿真条件下的变推力发动机控制律,丰富了采用变推力发动机的导弹制导律设计维数,并分析了发动机二级推力调节对弹道设计的影响,对采用变推力固体火箭发动机的导弹弹道优化设计具有一定的指导意义。     

燃气发生器内弹道设计计算

导弹燃气发生器的合理设计对于满足导弹发射内弹道压力、温度、速度及加速度等指标的要求具有重要作用。对某型导弹发射动力系统的燃气发生器进行装药设计,建立了装药设计的关系式,并对燃气发生器的内弹道进行了计算。计算结果表明,所建立的装药设计关系式能够满足燃气发生器内弹道指标要求。还研究了装药增面比对燃气发生器内弹道性能的影响,计算结果表明装药增面比过大会导致燃气发生器头部压力过大,从而不能满足内弹道指标的要求。     

潜射导弹水中无控段弹道散布影响因素分析

潜射导弹水中无控段弹道散布受诸多因素的影响,设计正交试验比较了这些因素的影响程度。首先建立潜射导弹水下运动方程组,然后从影响散布的4个方面选取了28个因素,并使用正交试验法安排实验,使用Matlab进行初始弹道仿真,最后对仿真结果进行极差分析以确定影响因素的主次关系,进行方差分析以确定影响因素的显著性。结果表明:潜射导弹初始运动参数是引起散布的主要原因,引起滚转角散布的主要因素是浮质心距,对初始无控段弹道优化具有一定参考价值。     

反向设计方法在防空导弹中的应用研究

对反向设计方法在防空导弹中的应用进行初步探讨。重点讨论了导弹总体、气动以及动力系统之间的关系。针对国外典型防空导弹,建立了反向设计模型,结合弹道仿真研究了国外典型防空导弹的战技指标、关键技术以及发展趋势。     

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。     

防空导弹弹道跟踪制导规律研究

根据李亚普诺夫稳定性原理,利用基准优化弹道参数构造滑动面,提出了一种新的弹道跟踪制导规律。对跟踪制导规律的数学原理进行了描述,给出了详细的推导过程和二维平面弹道仿真数学模型及仿真结果。结果表明所提出的弹道跟踪制导规律能使导弹快速跟踪基准优化弹道。