逆系统空空导弹控制器设计(英文)

利用非线性控制的逆系统方法,设计了导弹质心运动动力学系统的控制器。该控制器通过对弹道坐标系下导弹的切向过载和法向过载的控制,使导弹在控制系统中的速度、弹道倾角和弹道偏角输出信息渐近跟踪制导指令,以实现空空导弹对攻击目标的打击。仿真结果表明,导弹的质心运动参数以较高的精度快速跟踪制导指令,系统性能良好。     

一种考虑机动能力的交会角约束弹道设计方法

一般导引弹道的设计都是以导弹可用过载远远满足需用过载为前提,但是防空导弹受其尺寸和燃料的限制,在攻击空袭目标时,不仅要考虑其脱靶量,还要权衡其拦截能力进行综合考虑。首先建立了二维交战模型,并通过最优控制理论推导了一种考虑交会角与过载约束的导引方式;然后通过最小二乘法拟合可用过载边界曲线,设计一种时变权系数;最后对导引弹道进行仿真,验证导引方式的可行性。     

引信惯性加速度开关的设计

针对引信中的普通开关无法满足在碰靶时高过载下可靠接通电路,设计了一种机械式惯性加速度开关,利用炮弹发射时的后座加速度过载使其闭合并且自锁,在碰靶的反向高过载下能保持锁定状态,使电路有效、可靠地接通。仿真结果表明,该开关可以实现可靠闭合自锁。     

多燃气发生器多时序点火优化技术

对于基于燃气工质的传统冷弹发射装置,由于各型导弹质量、最大承受过载、出筒速度等技术指标要求不同,不同型号导弹很难实现弹射装置的通用化。基于多燃气发生器多时序点火思想,利用经典弹射内弹道理论建立通用弹射内弹道模型,设计弹射内弹道数值求解算法,给出考虑导弹最大过载和低压室推力效率的目标函数,提出多燃气发生器点火时序优化算法。仿真结果表明,优化后的多燃气发生器点火时序可以很好地满足弹射指标要求,并能有效提升导弹弹射效能。     

反辐射导弹对水面舰艇作战末端弹道分析

针对反辐射导弹对水面舰艇的作战问题,基于比例导引规律,建立了反辐射导弹末端弹道模型并进行了仿真分析。考虑到实际中反辐射导弹控制电路的延迟以及最大过载的限制,对比例导引规律进行了修正。以水面舰艇的搜索雷达为攻击目标,研究了低数据率条件下反辐射导弹的末端弹道轨迹以及末端弹道的需用过载。仿真结果表明,测角噪声、控制电路的延迟和低数据率导致了反辐射导弹脱靶量的增大。最后以蒙特卡罗实验,分析了脱靶距离的数值以及测角噪声、控制电路的延迟和低数据率对脱靶量的影响程度。     

超音速反舰导弹拦截策略仿真

为了研究舰空导弹对超音速反舰导弹的拦截效果,首先建立了真比例导引舰空导弹的三维矢量拦截模型,在分析反舰导弹弹道特点的基础上,分别建立了其在巡航段、机动段、比例导引段和跃升俯冲段的三维弹道模型,然后仿真了舰空导弹对处于上述四个阶段的反舰导弹的拦截弹道,对比分析了不同阶段目标机动对舰空导弹过载性能的要求,以及对脱靶量的影响。结果表明,拦截机动段和跃升俯冲段难度要比另外两个阶段更大,如果时间允许最好在巡航段和比例导引段进行拦截。     

再入点参数偏差对过载定延时引信误差研究

为分析导弹再入点速度偏差和弹道倾角偏差对过载定延时引信爆高精度的影响,针对再入段的飞行特性,通过再入段弹道模型,分别分析实际弹道再入点速度、弹道倾角与标准弹道的偏差对过载定延时引信爆高精度的影响,仿真结果表明:弹道倾角偏差对过载定延时引信爆高精度影响较大,在实际飞行过程中传送再入点速度和弹道倾角时可有效减小过载定延时引信爆高误差。     

三维比例导引弹道建模方法研究

基于比例导引弹道的自身规律,运用坐标变换方法,选取合适的坐标系,建立了导弹按比例导引法拦截空中目标的模型,并在信息处理环节中加入导航误差、导弹控制误差、导弹观测误差和目标观测误差等,实现三维比例导引弹道的仿真.仿真结果表明,所建立的模型比较符合实际情况,可直观地显示比例导引弹道特性.     

战术导弹攻防对抗模拟

利用最小能量原理,构造一种简易战术弹道导弹(TBM)弹道用于攻防对抗仿真;依据美国"爱国者"反导导弹PAC-3基本拦截原理,构造了一种逆轨拦截反导弹道模型;利用上述攻防仿真平台,计算分析拦截弹最佳拦截制导方式(中、末制导交班点的确定),分析拦截弹过载变化情况.     

远程火箭弹滑翔增程技术研究

基于火箭弹滑翔增程技术中采用的控制导弹法向过载和保持升阻比最优的2种滑翔控制方案,建立了滑翔弹道模型,分析了2种不同控制方案的约束条件,并进行了全弹道仿真,计算了不同下滑点对弹道增程的影响,为增程弹道控制方案的选择提供了依据.     

俯冲击顶弹道落角研究

采用俯冲击顶弹道时,为保证对目标的毁伤效果,要求导弹命中目标时具有较大的落角。为增大落角,分别研究了射程和弹道高度、转比点、比例导引系数以及可用法向过载等因素对落角的影响,并进一步提出了提高落角的措施。仿真和引证表明,通过采取调高发射角、加入推力矢量控制以及改进末制导律等措施可有效提高导弹落角。     

采用高抛弹道的空空导弹复合导引律研究

以某中远距空空导弹为背景,提出了高抛弹道的设计思路以增加有效射程,根据不同制导段飞行性能指标要求研究分析了相应的制导参数,提出了高抛弹道复合导引律。建立了导弹和目标的弹道模型,仿真分析了高抛弹道的特点,并在不同距离条件下与平直弹道情况相比,仿真表明高抛弹道对中远距离目标具有良好的攻击效果。     

基于Matlab的防空导弹三维弹道仿真

论述了一种基于Matlab的防空导弹三维弹道仿真方法。对导引规律和弹道仿真进行了探讨,以比例导引法为例,建立了防空导弹弹道仿真模型,讨论了部分参数的选取准则及其变化对弹道的影响,并使用Matlab语言进行了三维仿真。最后,分析了导弹速度,目标速度以及比例系数等运动参量对仿真弹道以及遭遇时间的影响。仿真结果表明:该方法对弹道优化设计有一定的意义。     

基于SQP法的助推-滑翔导弹助推段弹道优化

高超声速助推-滑翔导弹的弹道优化问题涉及攻角、法向过载、最大动压等多种约束条件,是一种复杂的最优控制问题。序列二次规划法（ SQP ）是解决该类问题行之有效的数值优化方法。首先给定了助推-滑翔导弹助推段的动力学方程并建立数学模型,之后利用SQP算法对助推-滑翔导弹助推段进行弹道优化仿真,获得满足各种约束条件的优化弹道。经分析可得SQP算法可以为导弹助推段寻找到一条最优弹道,从而为助推-滑翔导弹的整体结构设计提供了有益的参考。     

一种大功率晶闸管触发电路设计

根据晶闸管门极特性曲线和开关装置主回路特性,计算出触发脉冲幅值、频率、上升时间等关键参数;设计隔离驱动电路,对脉冲结束时变压器初、次级电路进行分析,给出了初、次级等效电路模型和触发电路参数的选取公式。实验验证表明:利用该触发电路可对脉冲功率开关在-40℃~100℃的宽温度范围内实现可靠触发,得到脉宽为30μs、脉冲前沿小于3μs、顶降小于3%的脉冲波形,该实验结果和理论分析基本一致。     

双级气缸式弹射装置内弹道分析

在使用双缸提拉式弹射装置发射战术导弹时,考虑到机动性等因素,在导弹发射筒长一定的情况下,针对如何提高导弹出筒速度和保证导弹的最大过载不超过允许值,提出了一种新型弹射器设计方案,并进行了初步的设计及内弹道计算。     

非惯性运动目标弹道预报技术探讨

动能拦截弹的助推段和中段一般针对预测命中点实施制导,这是以目标弹道预报为前提的.空天防御体系的作战对象将来要面对具有大机动能力非惯性运动目标,因此非惯性弹道预报技术将是空天防御技术的难点和关键技术之一.首先分析了非惯性目标运动与控制的特性,讨论了大升阻比空天飞行器的控制原理、飞行约束条件与制导方法,从而探讨非惯性弹道预报的技术可行性.根据现有技术条件,分析了非惯性运动目标弹道预报的关键技术以及弹道外推预报的方法.     

地对空中远程导弹制导规律研究

本文给出了一种弹道中段和末段的复合制导规律,使导弹作战空域扩大了,并获得良好的拦截特性。文中对三维空间导弹飞行的制导规律进行了推导,求得了一种闭合回路的非线性最优制导规律的解析解,它适合于导弹中段和末段制导。此种复合制导规律,它的弹道中段和末段的交接段航向误差为零,对目标机动具有良好的适应性。制导算法是在惯性坐标系或在导引头坐标系中以反馈形式给出,在弹上使用,实现起来比较简单,适用于在线运算。     

压制式干扰条件下舰空导弹杀伤区远界的建模方法

从战场环境、空袭目标特性、舰空导弹武器系统的性能三个方面研究了杀伤区远界。首先利用综合信干比与最小可检测信噪比的关系建立了压制式干扰条件下制导雷达的探测距离模型;然后利用杀伤空域坐标系与攻击平面坐标系的关系,针对不同特性的空袭目标,分析了求解杀伤区远界的方法;在对垂直发射型舰空导弹弹道进行假设的基础上,利用比例导引弹道模拟了舰空导弹的飞行过程。仿真结果表明,该模型能较好的模拟舰空导弹的杀伤区远界。     

基于MEMS器件的弹载组合导航技术

卫星/微惯导组合导航是目前弹载导航系统领域的研究热点。在深入研究弹载卫星/微惯导组合导航体系架构的基础上,分析了弹载导航的关键技术以及各关键技术的解决方案;采用适应高过载环境的微惯性元件及电路模块的缓冲保护措施,提高组合导航系统的抗高过载性能;提出卫星辅助MEMS测量信息的姿态角估计技术解决了空中对准问题,采用基于加性四元数的差量卡尔曼滤波技术,实现了卫星定位与微惯导的高精度组合。试验结果表明,该技术可有效解决制导弹药的导航问题。