基于几何关系的视线指令制导律研究

针对近程车载防空系统拦截空地导弹的制导问题,设计了一种视线指令制导律.首先建立了地面站、拦截弹和空地导弹三者之间相对运动模型,然后以控制拦截弹位于地面站和空地导弹连线上为目标,根据三者在空间的几何关系设计了一种视线指令制导律,并对拦截的可行性进行了分析.仿真结果验证了所设计的制导律能够有效保证地面站的安全,与比例导引律相比,提高了制导精度,缩短了拦截时间.     

一种适用于地基拦截弹高空拦截弹道导弹的制导方法

研究了地基拦截弹高空拦截中近程弹道导弹的制导方法。首先,对目标预测拦截点进行拦截的拦截弹运载段的制导方案进行了研究,给出了一级飞行程序模型和二级导引规律,同时提出了一种确定目标预测拦截点的方法,并通过仿真分析论证了方案的可行性。     

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。     

反临近空间高超声速目标拦截弹中末制导交接班窗口

在视线旋转坐标系下建立拦截弹与目标的相对运动方程,分析采用纯比例导引律捕获高超声速目标的充分条件,并推导出在交接班处的最优拦截几何,即零控拦截流型。定性分析了拦截弹速度、高度、导引头特性以及末制导捕获条件等在中末制导交接班时所受到的限制,在此基础上定义了中末制导交接班窗口的概念,并介绍了交接班捕获窗口的影响因素、用途、特性以及计算步骤。以纯比例导引律拦截高速目标为例,定量描述了交接班捕获窗口和零控交接班区域,并通过数字仿真实验验证了交接班捕获窗口的合理性。     

高空拦截的导引规律

本文讨论高空拦截的导引问题。出发点是要使拦截器的有限机动能力得到最有效利用,以保证所要求的拦截精度。我们解决问题的方法是利用予计脱靶量的概念,建立予计脱靶方程,把拦截导引问题转述为终点脱靶量控制问题。应用极小值原理于这个简化的等效问题。直接得出导引规律的解析表达式。这样做的好处是概念明确、数学处理简单。本文讨论了省力、快速两种导引规律在主动段拦截和被动段拦截情况下的导引公式。对文献中很少涉及的拦截时刻的确定进行了讨论,给出在特定条件下导引规律的实时计算公式。所得结果可用于无线电指令制导。稍加变换也可用于自动瞄准末制导。本文最后基于予计脱靶方程对导引规律特性进行了分析。其结果与数字计算结果一致。     

拦截高速机动目标的捕获区及微分对策导引律

针对高速机动目标拦截场景,研究末制导段捕获区存在条件及微分对策导引律问题。建立弹目相对运动模型并引入控制动力学模型,采用终端投影方法对相对运动模型进行降阶处理;基于微分对策理论推导一种解析形式捕获区,并具体到直/气复合控制导弹对机动目标的拦截中,该捕获区的存在能够保证对任意机动目标进行准确捕获;重新选取性能指标,将目标与直/气复合控制导弹在末端带有碰撞角约束的制导问题转化为零和微分对策问题,并求解出弹目最优拦截策略。仿真分析了几种情形下直/气复合控制导弹对目标实施拦截的捕获区存在域,导引律仿真结果表明微分对策导引律在对高速机动目标进行拦截时具有优良性能。     

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.     

大气层内姿控反导导弹末端控制技术研究

未来战争是高技术战争,随着战术弹道导弹(TBM)及其技术的发展,TBM已成为现代战争中的核心武器,与此同时TBM的使用也对防空系统构成了严重的威胁,所以有效拦截TBM已成为现代防空作战的重要任务之一。TBM具有高速大机动的特点,因此拦截弹在末制导段的精确制导及复合控制是保证拦截弹最终完成摧毁效果的关键。总结了拦截弹末制导的情况,建立了拦截弹数学模型,设计了直接力/气动力复合控制系统,最后对拦截弹末制导段进行了仿真。结果表明,所设计的制导控制系统具有很强的自适应性和鲁棒性,制导精度满足要求。     

空间拦截零控脱靶量与末段制导能量需求的近似计算

基于理想二体假设下的弹道方程解析式,忽略重力在拦截末段对拦截器和目标运动状态的影响.推导了空间拦截初始制导偏差与终端零控脱靶量之间的线性近似计算式,并以速度增量的大小来近似描述拦截末端主动寻的制导段的能量需求,给出了拦截末段制导最小能量需求与零控脱靶量、探测距离之间的近似关系.通过数字仿真测试了近似计算的准确性.     

悬浮式深弹反鱼雷武器系统的有效拦截域分析

针对悬浮式深弹反鱼雷武器系统在作战使用中需对目标的可拦性进行快速判断的需求,提出了系统有效拦截域的概念,又根据系统作战流程和工作原理,将有效拦截域判断条件细化为时间域和空间域两个方面判据,进而构建了基于实战中可获取的战场态势等相关信息计算系统有效拦截域的数学模型,并具体给出了一个计算实例。研究结果可为其作战使用提供一定参考。