大气层内姿控反导导弹末端控制技术研究

未来战争是高技术战争,随着战术弹道导弹(TBM)及其技术的发展,TBM已成为现代战争中的核心武器,与此同时TBM的使用也对防空系统构成了严重的威胁,所以有效拦截TBM已成为现代防空作战的重要任务之一。TBM具有高速大机动的特点,因此拦截弹在末制导段的精确制导及复合控制是保证拦截弹最终完成摧毁效果的关键。总结了拦截弹末制导的情况,建立了拦截弹数学模型,设计了直接力/气动力复合控制系统,最后对拦截弹末制导段进行了仿真。结果表明,所设计的制导控制系统具有很强的自适应性和鲁棒性,制导精度满足要求。     

大气层内复合控制拦截弹切换时间的探讨

大气层内拦截弹采用空气动力与燃气动力的复合控制方式是当今世界防空导弹的发展方向之一。复合控制技术的分析研究是当前急需解决的重要问题。在考虑目标机动加速度大小、目标机动时刻以及目标角闪烁的条件下 ,确定了拦截弹的控制方式由空气动力切换到复合控制时的切换时间。     

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。     

角闪烁抑制与控制技术综述

角闪烁是末制导阶段角跟踪误差的主要来源,抑制角闪烁可以提高制导精度;把角闪烁当成目标特征信号来研究,增强角闪烁可达到隐身欺骗的目的。从角闪烁形成机理的本质、角闪烁控制技术的研究、角闪烁应用等方面做了比较深入的介绍和对比分析,最后对角闪烁控制技术的发展趋势进行了展望。     

某型半主动式末制导炮弹捕获域研究

针对某型末制导炮弹捕获域确定方法的不足,提出考虑捕获锁定时间消耗以及目标机动等因素的捕获域确定方法,建立了相应的数学模型。依据模型对弹道倾角、攻角、视场角、目标速度等主要因素变化对于捕获域相关参数如边界、纵向长度、横向宽度、捕获面积等的影响进行了仿真,仿真结果表明为提高末制导炮弹的捕获能力,须考虑各种因素的相互影响。对于如何提高末制导炮弹的捕获目标能力以及定性研究末导段捕获能力进行了有益的探索。     

利用反步控制法的带角度约束制导律研究北大核心

针对制导炸弹对地垂直攻击的要求,研究了导弹攻击地面运动目标的弹目三维运动规律,构造了带有落角约束的导弹运动方程,并利用反步控制方法,研究了带落角约束的三维近垂直击顶新型末制导律。仿真结果表明,该新型制导律能够在目标机动的情况下满足近垂直击顶的要求,脱靶量也在允许的范围之内。     

SAR成像末制导交接班问题研究

将SAR成像末制导划分为4个阶段,建立了交接班问题的弹目几何模型,分析了交接班满足的2个条件,即目标被可靠检测和成像斜视角要求;设计了成像交接班转弯弹道,分析了导弹横向机动加速度和预置的成像前置角对交接班耗用时间的影响;采用三维制导律研究了SAR成像到前向打击的交接班,分析了SAR成像时间对总制导时间的影响.仿真结果表明,合理设置成像斜视角,提高聚束SAR成像的检测概率,增大交接班时导弹横向加速度,可有效提高成像交接班成功率;SAR成像时间越长,对目标识别越有利,同时也使末端攻击弹道曲率越大,SAR末制导总的攻击时间越长.     

直接侧向力与气动力复合控制技术综述

基于直接侧向力与气动力复合控制的高精度快响应制导控制技术是新一代大气层内飞行器精确制导的核心技术,具有强烈的军事需求和广泛的应用背景.直接侧向力/气动力复合控制是指通过导弹侧喷发动机(或喷嘴)所产生的直接侧向力与气动力的共同作用,产生复合力,对导弹进行复合控制,实现大幅度提高导弹快速响应能力和机动能力的控制方式.     

基于布鲁斯特角约束的超低空目标拦截变结构导引律

拦截超低空目标时,地海杂波和多路径效应使雷达导引头测量精度下降,当导弹擦地角在布鲁斯特角附近时,地海杂波反射系数最小,导引头测量精度较高。基于滑模变结构理论,设计满足布鲁斯特角约束的滑模变结构末制导律。仿真表明,设计的新型末制导律能够有效地将导弹视线角控制在布鲁斯特角附近,减小地海杂波和多路径效应的影响,且能保证导弹具有较高的制导精度。     

一种适用于拦截高速目标的末段导引律

基于在视线坐标系中的导弹-目标相对运动模型,以控制导弹-目标视线角速度趋于零为基本思想,设计了一种末制导律,用于拦截高超声速目标。以脱靶量和能量消耗为约束条件,以目标无机动时有很好的性能为目的,首先设计了最优制导律;然后,基于滑模控制理论,选择合适的滑模趋近律,对所设计的最优制导律进行改进得到最优滑模制导律;用李雅普诺夫理论证明了该制导律的稳定性,分析了该制导律参数选择条件。仿真结果表明,与最优制导律相比,所设计的制导律对目标机动有较强的鲁棒性,能以直接碰撞的方式拦截高超声速目标。