临近空间高超声速目标拦截弹弹道规划

利用弹道规划设计了针对临近空间高超声速飞行器的拦截弹道。分析了临近空间高超声速目标拦截问题,将其定性为临近空间的远程高超声速拦截,并提出弹道规划需求;设计了一种两级助推的拦截弹,建立了考虑地球曲率和自转的拦截弹质点平面运动模型;根据弹道规划需求设计弹道约束,以末速最大、与终点距离误差最小和全程热量最小为指标建立拦截弹弹道规划问题;采用粒子群算法求解弹道,结果表明:符合约束的规划弹道是高抛再入形式,与比例导引弹道和准最佳弹道相比,拦截弹大部分时间飞行在大气层外,有效降低了气动热效应影响和对弹体材料的性能需求,且为末制导段提供良好的初始工作环境。     

激光半主动制导炮弹的作战效能评估仿真

激光半主动制导炮弹是在无控弹道的基础上增加末端制导段,属于远程间瞄武器,射击时是有误差的,而且误差随射击距离显著增加.通过分析制导炮弹弹道误差特性,考察影响射击精度的主要因素,建立毁伤概率模型,通过蒙特卡洛法仿真激光制导炮弹对目标的射击效率.     

冲压动力远程导弹燃料及起飞质量快速估算

基于传统的固体动力及涡喷动力战术导弹质量估算模型,建立以冲压动力远程战术导弹的燃料质量及起飞质量的迭代质量估算模型,同时建立将末制导纳入质量估算的改进估算模型。使用改进前后的质量估算模型分别对按照固定目标及运动目标设计的飞行任务剖面进行仿真,将2种模型计算出的质量估算结果与基准导弹飞行弹道结果进行了对比验证,定量分析了改进前后估算误差来源;同时研究分析了射程、目标运动速度、末制导启动距离、巡航高度对改进前后估算模型误差的影响,提出对于较近射程的固定目标或低速目标可以使用传统的末制导简化质量估算模型,而对远射程、较高巡航高度、较大末制导启动距离以及具有高运动速度的目标应考虑将末制导加入质量估算模型或对改进前的质量估算模型进行二次修正以减少估算误差。     

远程制导迫弹滑翔增程弹道方案研究

以满足迫击炮的远程化打击为研究背景,本文提出了以火箭助推+滑翔增程的远程制导迫弹弹道方案,建立了弹道方程组模型,在此基础上对滑翔增程弹道进行研究.理论分析及数字仿真表明,滑翔增程能力主要取决于弹体的升阻比以及最大弹道高.通过提高弹体升阻比和优化最大弹道高设计,远程制导迫弹能够实现较强的弹道增程,满足远程化打击作战需求.     

中段智能机动突防后的虚拟目标修正研究

为实现弹头中段机动后的显式制导,进行了虚拟目标修正研究。通过在建立最大弹道包络面的基础上,提出基于穿越弹道横截面的虚拟目标修正方法,基于弹道包络横截面的大机动弹道虚拟目标计算方法,建立虚拟目标计算模型。通过仿真获得了大机动弹道对应的虚拟目标,通过显式制导方法验证了其具有较好的制导精度,此方法为工程应用和理论研究提供了重要的理论参考。     

基于PSO的制导炮弹射击修正量分析

针对复杂、非线性的制导炮弹射击修正量问题,提出了基于粒子群优化(PSO)算法的制导炮弹射击修正量求解模型。通过建立制导炮弹的外弹道模型为射击误差分析提供基础,从射击密集度、射击准确度两方面对舰炮武器系统的射击精度进行分析,以单发命中概率为射击要求,以改进的PSO启发式搜索策略实现对制导炮弹的射击修正量求解,最终结合蒙特卡洛方法可实现对不同初速、不同射击距离下制导炮弹的射击修正量求解。仿真结果表明算法的可用性,并且能够为制导炮弹的论证设计提供理论支撑。     

红外制导防空导弹落入概率评定研究

红外制导防空导弹飞行试验受用弹量的限制,仅能考核制导精度指标,对导弹落入概率、杀伤区边界条件以及引战配合效率等重要战术技术指标难以进行合理考核。给出了导弹制导精度、脱靶量和落入概率的内在含义,针对红外制导防空导弹攻击高低速目标的制导精度指标,采用弹道仿真与飞行试验相结合的方法,研究了导弹落入概率和制导精度的评定方法,用弹道仿真数据评估导弹落入以目标质心为中心的不同区域的概率。     

水下导弹导引法与弹道仿真

假设目标作直线运动时,以未来方位导引法和自动变提前角导引法两种不同的导引方法为例,建立了水下导弹的线导和自导相对运动方程、导引弹道数学模型并进行了仿真,获得了水下导弹、目标和制导站的相对运动轨迹及水下导弹与目标相对距离随时间变化的曲线和攻击效果。对水下导弹攻击目标距离的预测具有较高的参考价值。     

导弹最优制导律弹道仿真分析

根据导弹仿真数据,绘制可直观显示弹道特性的理想弹道曲线。给出了比例导引法的差分方程,建立了比例导引法的三维弹道仿真模型。在对比例导引法进行三维弹道仿真的基础上,分别对增量比例导引、基于二次型的最优制导律和考虑动态特性的二次型最优制导律进行了三维弹道仿真,绘制出了可直观显示弹道特性的理想弹道,计算了导弹与目标的遭遇时间,并对结果进行了比较分析。最后得出考虑弹体动态特性的二次型最优制导律具有最优性。     

拦截高速机动目标分段最优制导律研究北大核心

能量管理是在远距离拦截高速、频繁机动的目标时必须要考虑的问题,因为此时不仅拦截弧段长、拦截飞行时间也更久,拦截制导律设计不能不计能量代价地跟随目标机动。通过将非线性弹目运动关系降阶,在运用最优控制理论的基础上,引入分段线性阻尼项,提出了一种针对高速、机动目标的最优制导律,可以满足终端碰撞角约束及能量管理需求。该方法得到的制导律可令导弹在拦截高速机动目标时,对目标机动的敏感度随弹目距离而变化,并分析了不同的分段线性阻尼对拦截弹道的影响。通过二维非线性仿真验证了制导律的性能。     

拦截高速机动目标分段最优制导律研究

能量管理是在远距离拦截高速、频繁机动的目标时必须要考虑的问题,因为此时不仅拦截弧段长、拦截飞行时间也更久,拦截制导律设计不能不计能量代价地跟随目标机动。通过将非线性弹目运动关系降阶,在运用最优控制理论的基础上,引入分段线性阻尼项,提出了一种针对高速、机动目标的最优制导律,可以满足终端碰撞角约束及能量管理需求。该方法得到的制导律可令导弹在拦截高速机动目标时,对目标机动的敏感度随弹目距离而变化,并分析了不同的分段线性阻尼对拦截弹道的影响。通过二维非线性仿真验证了制导律的性能。     

拦截弹中制导最优弹道簇生成

针对临近空间高超声速目标飞行速度快,跟踪预测难的特点,提出在中制导阶段进行最优弹道设计与弹道簇生成用于对目标预测命中区域进行有效覆盖的方法。通过分析临近空间高超声速目标对现有防空体系带来的挑战,阐明了在中制导段进行弹道簇设计与生成的必要性;将中制导段的弹道规划问题视为求解满足多种约束条件下的最优控制问题,应用最优化理论方法得到了基准的最优弹道;应用邻域最优控制理论,针对终端约束条件进行调整,设计了邻域最优弹道簇的生成算法。仿真验证了所提方法的有效性。     

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。     

防空导弹反弹道导弹跟踪制导规律研究和弹道仿真

利用基准优化弹道参数和滑模控制思想,构造滑动面,提出了一种新的弹道跟踪制导规律。给出了详细的推导过程,并且对所构造李雅普诺夫函数进行了稳定性证明,还进行了弹道跟踪制导数字仿真,提供了仿真弹道数据和有关弹道参数曲线。结果表明,提出的弹道跟踪制导规律是有效的,可用的。     

基于典型弹道的反导导弹制导方式分析

针对典型的导弹弹道仿真,通过对反导导弹的几种备选制导律进行了参数调试和数字仿真,设计了初、中制导方案,通过数字仿真给出了弹道规划,明确了允许的发射条件。同时,分析了各方案主要的制导信息误差及其影响,针对高斯噪声误差模型提出了制导信息误差指标。最终确定了较优制导方案。该方案经数字仿真验证具有较优的攻击区性能,攻击区较大、发射条件约束较为宽松,以当前的技术水平有望实现。     

基于邻域最优控制理论的中制导弹道簇生成

针对临近空间高超声速目标飞行速度快,跟踪预测难的特点,提出了在中制导阶段进行最优弹道设计与弹道簇生成用于对目标预测命中区域进行有效覆盖的方法。首先,通过分析临近空间高超声速目标对现有防空体系带来的挑战,阐明了在中制导段进行弹道簇设计与生成的必要性,其次,将中制导段的弹道规划问题视为求解满足多种约束条件下的最优控制问题,应用最优化理论方法得到了基准的最优弹道,再次,应用邻域最优控制理论,针对终端约束条件进行调整,设计了邻域最优弹道簇的生成算法。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。     

激光末制导炮弹高原弹道特性研究

对某型末制导炮弹在高原工作模式条件下的弹道特性进行了仿真分析,选取不同的射角、程装、激光开机时间等射表基本诸元组合,进行了大量的仿真计算,分析比对了高原条件下不同基本诸元组合对名义弹道和捕获域影响的规律及特点.这些高原弹道规律的发现不仅对该型末制导炮弹的射表编拟工作具有重要的参考作用,而且完善了末制导炮弹的弹道理论体系.     

基于舰艇摇摆的垂发型舰空导弹三维弹道仿真

在对舰艇摇摆状态下垂直发射型舰空导弹发射姿态的计算方法及其典型飞行弹道分析的基础上,将导弹运动学弹道分成无控段、初制导段、初末制导交接段和末制导段,根据导弹各飞行阶段的制导特征分别建立了飞行弹道的仿真模型,并对不同发射姿态的导弹弹道特征进行了仿真分析。运用该模型可进一步确定舰艇摇摆状态下,舰空导弹的杀伤区、战斗部的毁伤能力及导弹的发射时机,为指挥员进行防空作战指挥提供了理论参考依据。     

基于复合制导的简易航弹制导控制系统设计

针对简易航弹原有方案弹道导引方法的不足,提出一种新的复合制导总体方案,设计了基于虚拟导引的制导控制系统。首先比较了复合制导控制与原有方案弹道方法,随后设计了基于扩张状态观测器的鲁棒制导律,并进一步利用参数空间法设计俯仰回路的飞行控制律,最后进行了制导控制系统六自由度数字仿真。理论分析与仿真研究表明了设计的合理性及复合制导的优越性。     

中制导虚拟目标的定位参数研究

基于虚拟目标的优化导引中制导拦截弹道轨迹及其能耗与虚拟目标的位置紧密相关,决定该位置的参数包括中末制导交班距离和视场基准角等.首先研究了弹道特性随定位参数的变化规律并提出通过滚转实现视场基准角的负取值,在此基础上得出满足多约束条件的虚拟目标定位参数的设置方法.利用该方法所产生的虚拟目标与相应的优化导引律结合,可以很好地满足中制导的要求.