几种结合目标战术意图的跟踪模型研究*

传统的数据处理方法没有与机动目标的战术意图结合起来,往往不能适应现代反舰导弹的运动模式.针对这一问题,结合导弹战术意图信息,根据运动学或动力学规律推导得出机动目标跟踪模型,可较真实地匹配目标的机动情况,目前,此类模型主要有转弯运动模型、比例导引运动模型和跃升俯冲运动模型等.在特定的作战时机,可取得较高的跟踪精度和较理想的作战效果.     

防空导弹垂直发射转弯优化设计的新方法

防空导弹采用垂直发射方式时 ,最重要的要求就是导弹发射后在最短的时间内以最小转弯半径完成程序转弯 ,所以是一个快速最优控制问题 ,文章对连续系统的最优控制进行离散化 ,从而应用遗传算法对防空导弹垂直发射转弯程序进行了优化设计     

变外形航弹离散滑模倾斜转弯自动驾驶仪设计

为提高变外形航弹倾斜转弯控制系统对弹翼作动影响的鲁棒性能,提出了一种基于离散滑模控制原理的倾斜转弯自动驾驶仪设计方法。建立了航弹倾斜转弯控制仿射模型,针对该模型中存在的时变特性与耦合问题,通过反馈线性化方法对原系统进行解耦并离散化处理,将由后掠角采样值误差引起的各动力学系数偏差项作为模型不确定扰动,设计了变外形航弹的离散滑模倾斜转弯自动驾驶仪。仿真结果表明,所设计的离散倾斜转弯控制系统实现了各通道的解耦控制,对时变参数摄动具有良好的鲁棒性能,验证了对指令跟踪的动态延迟和误差与采样周期有关,实际选取时需综合考虑实际硬件性能与期望的指令跟踪精度要求。     

高速艇自由变深水动力试验研究

通过模型试验,研究了高速艇从压载半潜状态自由变深到高速滑行状态的水动力现象.结果表明,当容积傅氏数大于1.25时,与舷外相通的水能完全自动排出.高速艇自由变深主要有以下5个原因:惯性作用、压载水逐渐排出导致的艇体上抬作用、艇艉由于负压形成的空穴对压载水的吸附作用、艇体动升力导致的艇体上抬作用、有利的艉倾作用.其中对具有较快加速运动的情形,惯性作用起重要地位,艇体动升力在排出流道水方面所发挥的作用相对较小,但在保持流道水排空方面发挥主导作用.     

BTT导弹状态反馈H_∞控制自动驾驶仪设计

针对倾斜转弯(BTT)导弹自动驾驶仪的抗干扰性和鲁棒性问题,以考虑耦合的情况下建立的更接近于实际的导弹数学模型为基础,将通道间的耦合作为干扰,在弹道特征点上对导弹模型进行解耦和线性化,得到各个通道的数学模型;设计基于线性矩阵不等式(LMI)的状态反馈H_∞控制自动驾驶仪,搭建全耦合状态下的三通道仿真模型,并进行联合仿真研究。结果表明所设计的状态反馈H_∞控制自动驾驶仪能够实现对导弹制导指令的有效跟踪,满足BTT导弹控制的要求。     

高超声速飞行器倾侧转弯耦合控制策略

针对高超声速飞行器倾侧转弯过程中俯仰、偏航和滚动通道间的强烈耦合,提出一种耦合控制策略。针对高超声速飞行器快时变、非线性和强不确定性的控制问题,基于解析形式的非线性最优预测控制方法,采用分层设计思想设计了飞行器姿态控制系统,可较好满足高超声速飞行器的快速性要求;在分析了倾侧转弯飞行控制过程的主要影响因素及其影响规律的基础上,提出一种"降低攻角—快速滚转—拉起攻角"的耦合控制策略。对该控制策略对于高超声速飞行器的适用性进行了仿真分析,结果表明:所提耦合控制策略有效降低了偏航通道的控制需求,降低了倾侧转弯控制过程的失控风险,提高了控制系统的可靠性。     

能量理论在空空导弹攻击效果评价中的应用

针对现有空空导弹攻击效果评价方法局限于运动学方程的问题,借鉴能量机动理论,提出从能量角度评价导弹攻击效果的方法。现有方法没有考虑过载与能量消耗的关系,基于此提出机动强度来描述一段时间内飞行器的能量消耗,推导出导弹与目标机动强度的对应关系,并以此对导弹攻击效果进行评价。同时为了体现不同机动强度对飞机的后续影响,又提出机动潜力用以评价剩余机动能力。仿真算例验证了评价指标的有效性。研究结果表明,机动强度可以弥补现有评价理论在能量方面的缺失,有利于进一步提升空空导弹攻击效能评估的准确性。     

机动目标模型的研究进展

回顾了近年来机动目标模型的研究与发展;重点分析讨论了Singer模型、"当前"统计模型、自适应当前输入统计模型、Jerk模型及坐标转弯模型的优缺点,指出了各个模型的局限性,并得出有意义的结论;最后指出了机动目标模型研究的难点及未来的研究方向.     

飞行力学有关制导与控制的若干问题

导弹的制导规律是导弹控制系统的重要设计内容,国内外对这个问题的研究十分重视,文章介绍了几种常见的制导规律：导弹低空超低空掠海飞行制导规律,具有横向风校正的速度跟踪制导规律,同时还介绍了一种寻的修正比例导引制导规律等。此外,还介绍了导弹倾斜转弯控制技术,以及Ｈ∞控制理论问题研究。     

倾斜转弯导弹的最优制导

文章给出了一种最优制导规律,用于控制倾斜转弯导弹俯仰加速度和滚转速率。文中对导弹的动力学方程做了线性化的假设,自动驾驶仪假设为零延迟,利用线性指数二次高斯性能判据及哈米尔顿－雅可比－贝尔曼方程求得了制导规律的闭合解。此外,为了防止因噪声而引起过大的滚转速率指令而引入了常加速度偏量。这就表明,最优控制增益明显地计及了系统和观测噪声协方差,因此,脱靶量的平均值、最大值和标准值的偏差可得到减小。利用传统的线性二次型高斯方法与所研究的最优制导规律做了比较,证明了文章提出的制导规律性能良好。