BTT导弹制导律研究综述

与STT导弹相比,BTT导弹在气动效率、机动能力、控制性能等方面具有明显优势,但其运动耦合特性也给传统研究框架下的制导律设计带来了挑战。本文针对BTT导弹制导律设计问题展开研究,首先描述了BTT导弹制导基本问题,分析了BTT导弹制导律设计的技术难点,需要综合考虑运动耦合、多约束、目标机动、弹体动态效应等因素,然后综述了国内外现代制导律设计的基本方法,将其分为双通道解耦法、球坐标法、现代几何法等,最后指出了BTT导弹制导律的进一步研究方向。  

三维最优制导律设计的旋量方法

针对BTT导弹制导过程中的双通道耦合问题,设计了一种非解耦的三维最优制导律.通过矢量方法和旋量方法分别建立了视线角速度模型和视线方位模型,从而得到导弹制导的三维模型.基于视线角缓变的假设,对制导模型进行了简化,得到其线性模型.分别针对无终端约束和有终端约束情况,运用二次型最优方法推导了最优三维制导律.该制导律避免了通道解耦,能够满足BTT导弹精确制导的要求.  

高超声速飞行器滑翔制导方法综述

滑翔制导是高超声速飞行器总体设计中的关键技术之一。首先阐述了高超声速飞行器滑翔制导的基本问题,重点分析了滑翔制导过程面临的复杂多约束、机动任务要求、参数扰动等难点问题；将高超声速飞行器滑翔制导方法分为两类,即标准轨迹制导和预测-校正制导,并分别就国内外相关研究现状展开综述,指出了这两类方法中存在的问题；在此基础上,提出了高超声速飞行器滑翔制导研究中亟待解决的关键问题,并指出了未来滑翔制导方法的研究热点。本文的研究工作对于开展高超声速飞行器滑翔制导的关键理论问题研究具有较强的参考价值。  

多约束下的高超声速飞行器三维非线性自适应末制导律

面向多约束下高超声速飞行器末制导过程中的通道耦合、参数扰动、模型失配等突出问题,设计了一种适于高超声速飞行器的三维非线性自适应末制导律。首先,为模型描述的完整性和简洁性,引入视线旋量和旋量速度的概念,并基于此建立了三维制导参考模型和实际系统的表达式；然后,为了保证制导律的鲁棒性和自适应性,基于自适应控制理论,设计了一种三维非线性自适应制导律；最后通过数学推导证明了该制导律的稳定性。该制导律能够从理论上克服高超声速飞行器末制导面临的通道耦合、参数扰动、模型失配等突出问题,满足多约束制导要求。仿真结果验证了本文所设计制导律的有效性。  

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, 设计了一种基于旋量方法的三维非线性伪最优制导律。首先,引入角度矢量、视线旋量、视线旋量速度等概念,基于等价性证明,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；然后,基于旋量方法构建了弹目视线旋量、视线旋量速度模型, 从而得到了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；最后,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了三维非线性伪最优制导律. 该制导律既避免了通道解耦, 其制导参数又满足一定物理意义下的最优性. 仿真结果验证了本文所设计制导律的有效性.  

基于微分几何与李群的无人机编队会合方法

在领航-跟随编队模式下，设计了一种基于追缉策略的无人机编队会合方法。首先，基于微分几何曲线论和弗雷涅-塞雷标架建立了无人机非解耦三维运动模型，其中将曲率和挠率作为控制量；结合该模型给出了无人机三维编队会合问题的数学描述，它将导弹制导问题中的终端落角约束映射为编队会合问题中僚机的航迹倾角约束，同时引入额外的航迹方位角约束；然后使用特殊正交群的元素来度量长僚机方向偏差，并通过局部坐标映射将其映射为对应李代数空间中的旋量；接着，基于该旋量设计了编队会合几何导引律，并给出相应的曲率和挠率控制指令；最后，分别在长机稳定平飞和转弯机动条件下进行了多机编队会合数字仿真实验，仿真结果显示僚机能够有效地跟踪长机航向并收敛至指定位形，说明了方法的有效性。