武器系统的效能分析

本文对武器系统效能分析的有关问题作了简要介绍,以期对此一新的领域有所了解。     

考虑弹体动态特性的机动效率约束导引律

针对考虑交会角和过载约束导引律在大机动时能量损失大的问题,提出一种考虑导弹机动效率的多约束制导律。应用最优二次型原理推导出考虑一阶弹体延迟的时变导引系数闭环次优制导形式,将导弹机动时刻阻力系数引入时变权系数,并通过迭代确定机动效率约束边界。将时变约束表示成剩余时间与弹体延迟时间的函数,代入制导指令,进行弹道仿真。结果表明,对于常值与机动目标,文中制导律与过载约束导引律同只考虑交会角约束的导引律相比,对目标均能实现末端弹道成型要求,而考虑机动效率的制导指令分配更为合理,在避免指令加速度饱和的同时有效降低了拦截末端速度损耗,提高制导精度与毁伤效果。且该制导律中时变权系数无须配平求解,在保证精度的同时极大地提高了迭代速度。     

基于旋量方法的高超声速飞行器三维非线性伪最优制导律设计

针对高超声速飞行器制导过程中的通道耦合问题,设计一种基于旋量方法的三维非线性伪最优制导律。引入角度矢量、视线旋量、视线旋量速度等概念,通过等价性证明,得出视线旋量、视线旋量速度控制分别与视线方位、视线角速度控制具有一致性的结论,从而将制导问题转化为视线旋量和旋量速度的控制问题;基于旋量方法构建弹目视线旋量、视线旋量速度模型,构建得到飞行器制导的三维非线性模型;为避免直接求解Riccati微分方程过程的复杂性,引入伪控制变量,将三维非线性制导模型转化为线性制导模型;分别针对无终端约束和有终端约束情况,基于二次型最优方法得到三维非线性伪最优制导律。该制导律避免了通道解耦,其制导参数又满足一定物理意义下的最优性。仿真结果验证了所设计制导律的有效性。     

探月飞船跳跃式再入组合制导方法

针对预测-校正制导方法计算量大的问题,提出一种结合预测-校正法和标准轨道法的组合制导方法。在一次再入段采用预测-校正法提高制导方法的鲁棒性能,在二次再入段采用标准轨道法减少计算量。该组合制导方法通过利用标准轨道信息,减少了预测时间;通过设计指令快速迭代算法,减少了迭代次数;并根据飞船二次再入点处的实际状态,修正标准指令剖面,提高二次再入制导性能。仿真结果表明:该组合制导方法能大幅减少预测时间,提高校正速度,并具有较高的鲁棒性和精度。     

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.     

制导精度对弹道导弹动能拦截效果的影响分析

本文首先从碰撞几何关系角度建立了直接碰撞毁伤来袭弹头内所有子弹头的碰撞毁伤模型,并得出了碰撞弹坑需求;其次从碰撞能量角度建立了直接碰撞产生的动能与对弹头造成侵彻弹坑的关系。通过仿真计算,得到了碰撞精度与弹目交汇速度、KKV的质量和体积之间的关系,可为KKV的设计提供参考。     

线导加尾流自导鱼雷保持距离导引法

依据线导加尾流自导鱼雷捕获和跟踪目标尾流的特殊要求,分析了现有导引方法的不足。利用鱼雷位置点与目标方位线之间的几何关系,提出了"保持距离导引法"的概念、建立了线导加尾流自导鱼雷的导引模型,从根本上消除了通过估计目标距离而确定目标方位修正量的困难,并通过仿真计算分析了这种方法的特点及作战应用的可行性。     

带落角约束的再入机动弹头的复合导引律

针对再入机动弹头垂直打击目标的要求,研究了具有末端落角约束的复合导引律.该导引律包括俯冲平面内的制导方程和转弯平面内的制导方程,通过在最优导引律的基础上引入滑模变结构控制,增强导引律的鲁棒性.为了减小控制量的抖振和能量损耗,提出了采用RBF(径向基函数)神经网络自适应调节切换项增益的方案,数学仿真验证了该方案的有效性.仿真结果还表明,与最优导引律相比,复合导引律在外界干扰的影响下仍能保持较高的制导精度.     

末修迫弹修正效果影响因素分析

在对脉冲控制迫弹末修原理简单介绍的基础上，在六自由度弹道模型上进行了蒙特卡洛仿真打靶试验。分析在落点预测导引模式和XZ追踪导引模式下，脉冲启控时刻、脉冲个数和修正模式对修正效果的影响，并对两种导引模式修正原理和特点进行详细的对比分析，得到两种导引模式下确定脉冲参数的原则。     

高超声速滑翔飞行器变轨段自适应跟踪制导方法

针对高超声速滑翔飞行器变轨段大偏差条件下的标准轨迹跟踪问题,提出一种基于权值矩阵自适应修正的变轨段跟踪制导方法。分析了变轨段主要控制方式和标准轨迹特性;将简化的纵向运动方程在标准轨迹附近线性化;采用将误差项引进线性二次型性能指标加权矩阵的方式,设计了改进的权值自适应修正跟踪制导方法。CAV-H飞行器仿真分析表明,该方法能够实现高超声速滑翔飞行器变轨段高精度自适应跟踪制导,对初始及过程偏差具有良好的鲁棒性。