相控阵雷达导引头的惯性视线重构

针对弹载相控阵雷达导引头的惯性视线重构问题,提出了基于Unscented卡尔曼滤波(UKF)的视线重构方法。与传统方法相比,提出的方法无需对导引头测量的角信息使用微分网络,避免了对测量噪声的放大。仿真结果表明,该方法可有效地重构视线角,从而进一步提高视线转率的估计精度。     

捷联导引头视线转率估计的交互式多模型样条滤波算法

针对捷联导引头测量信息的弹目惯性视线转率估计,提出了一种基于交互式多模型算法的样条滤波方法(IMM-SF)。基于体视线和惯性视线的映射关系解算惯性视线角,将其作为虚拟观测量进行滤波,设置多个过程噪声模型,每个模型分别采用样条滤波器进行滤波,IMM-SF滤波器的估值结果为各滤波器估值的加权综合。该方法不必对目标的未知机动建模,应用更加方便,并且可在交互式多模型算法的框架下自适应地调整滤波器的噪声。Monte-Carlo仿真结果表明该方法可有效估计视线转率,并可提高估值精度。     

一种满足布鲁斯特角约束的导引律研究

雷达导引头测量超低空目标时,多路径效应严重,测量精度下降,制导精度严重恶化。当擦地角在布鲁斯特角附近时,地海杂波反射系数最小,导引头测量精度较高。经典比例导引律并不约束视线角,提出了一种改进的比例导引律。仿真表明,采用这种改进的比例导引律能够约束视线角在布鲁斯特角附近,并且能保证对制导精度不产生明显影响。     

末制导弹药导引头目标截获概率仿真分析研究

针对全捷联激光末制导弹药导引头视场角范围小的问题,利用计算机仿真方法对末制导弹药目标距离截获及角度概率进行研究。根据导引头视线角成像原理及坐标转换关系建立导引头视线角模型,综合考虑导引头距离截获概率、角度截获概率以及舵机修正能力提出目标截获概率分析方法,得到导引头最佳开机时刻,利用蒙特卡罗方法进行模拟打靶实验。实验结果表明:末制导弹药目标截获概率达到99.87%,视线角变化范围随射角增大而减小,受射角扰动因素影响最大。     

快速寻的制导的视线重构法

产生寻的制导所需信号的一种新方法,是通过导引头瞄视误差与积分速率陀螺信号的迭加来重构视线角。本文表明与其它制导系统实现方式相比,视线(LOS)重构法允许降低对稳定回路增益的要求。对于给定的稳定回路增益,利用视线重构法可获得较快的制导系统时间常数,从而使制导系统能达到比使用其它方法更精确的寻的。     

基于姿态角变化的目标体坐标系下雷达视线的研究

考虑目标姿态角对目标跟踪/识别中的雷达RCS值的影响,建立了雷达测量坐标系与目标体坐标系之间的坐标转换模型.将雷达转换为姿态角不断变化的目标体坐标系下一点,研究雷达视线在目标体坐标系下的方位和高低角.利用Matlab对其进行仿真,得出雷达视线方位和高低角随时间变化的曲线,有效验证了坐标转换模型的正确性和重要性.     

侧窗探测的变结构制导律设计

为了解决拦截器导引头采用侧窗制导的问题,给出了拦截器的轨道拦截运动方程.针对需要保持侧窗视线角稳定的要求,根据以视线角和视线角速度为变量的状态方程,采用了自适应滑模变结构控制的制导律,并根据拦截器轨控发动机和拦截器运动学的数学模型进行了仿真,得到了较好的拦截效果,验证了制导律的正确性.     

机械陀螺稳定式激光导引头建模与仿真

通过对机械陀螺稳定式激光导引头工作原理进行分析,在测量系下推导了误差角与视线角及弹体姿态角与陀螺框架角运动之间的关系方程。分析了探测器工作原理,建立了误差角与光斑中心偏移量及陀螺进动控制电压的关系,建立了陀螺的动力学模型。通过数学仿真对所建模型进行了分析,验证了模型的可行性,为激光导引头的设计提供理论支撑。     

改进粒子滤波的全捷联导引头制导信息估计

针对全捷联导引头无法直接提取视线角速度等制导信息问题,研究了基于改进粒子滤波在制导信息估计中的应用。首先利用坐标变换关系推导了视线角速度解耦公式,并根据弹目相对运动关系建立了系统的状态方程和观测方程;然后考虑到系统测量噪声非高斯以及状态方程和观测方程非线性的特点,提出了基于分层采样的改进粒子滤波视线角速度估计方法;最后,建立了视线角速度估计的半实物仿真实验。结果表明:基于改进粒子滤波算法估计的视线角和角速率优于扩展卡尔曼滤波算法和标准粒子滤波方法,可为新型滑翔制导炸弹的研制提供一定的参考。     

基于布鲁斯特角约束的超低空目标拦截变结构导引律

拦截超低空目标时,地海杂波和多路径效应使雷达导引头测量精度下降,当导弹擦地角在布鲁斯特角附近时,地海杂波反射系数最小,导引头测量精度较高。基于滑模变结构理论,设计满足布鲁斯特角约束的滑模变结构末制导律。仿真表明,设计的新型末制导律能够有效地将导弹视线角控制在布鲁斯特角附近,减小地海杂波和多路径效应的影响,且能保证导弹具有较高的制导精度。     

基于规定收敛律算法的二阶滑模制导律设计及仿真

制导律指引导弹以近似零脱靶量击中目标需要使用弹目视线角速率信息。对于实际应用中视线角速率难以直接获得的情况下,根据滑模控制理论设计了一种一阶滑模微分器,针对一阶滑模微分器的抖振问题,根据积分滑模理论的思想,基于规定收敛率算法提出了一种二阶滑模微分器,并构造了增广比例导引律和滑模导引律,数值计算结果表明设计的滑模微分器能够准确估计视线角速率,重构的导引律对机动目标具有良好的导引性能。     

旋转导弹捷联导引头比例导引制导律研究

利用捷联导引头和速率陀螺的测量信息,得到旋转导弹实现比例导引制导律所需要的制导信号.定义了相关的坐标系,给出了各坐标系之间的关系,得到了惯性系下视线角的计算公式,进一步给出了惯性系下视线角速度的计算公式,最后得出了旋转导弹比例导引制导律的实现方法.     

捷联导引头半实物仿真误差分析

针对捷联导引头参试的半实物仿真试验,就导弹的运动模拟精度和目标运动模拟精度对导引头视线角速度测量的影响进行了分析;分析结果表明,三轴转台的误差和目标运动模拟的误差直接引入到导引头的测量输出,但采取不同的试验方法,仿真设备的误差引入不同。     

电视制导小灵巧炸弹三维导引律

小灵巧炸弹是一种采用倾斜转弯(BTT)控制方式的小型面对称电视制导航空弹药,在实际飞行中必须确保其导引头框架角不超出可用范围。针对上述问题,根据时变偏置比例导引的思想,在三维空间中设计视线角速率偏置项,通过姿态角时变修正实现框架角约束,提出了一种带导引头框架角约束的三维纯比例导引律。仿真结果表明该方法在保证小灵巧炸弹战技指标要求的同时有效减少了框架角需求。     

反辐射导弹目标视线角解算抗关机制导方案

提出了一种被动雷达导引头与捷联惯导系统相结合的复合抗关机制导方案。该方案利用捷联惯导系统提供的导弹运动信息及目标雷达关机时导引头的观测信息,对目标视线角进行解算,从而保证导弹在目标雷达关机后仍能继续沿预定弹道飞行,同时保证目标雷达再次开机时导引头对目标的可靠捕获。     

基于SPD的反辐射导引头系统级建模与仿真

从反辐射导引头的结构组成及工作原理入手,采用SPD(signal processing designer)建立了反辐射导引头系统级仿真模型,主要包括天线系统模块、接收机系统模块和信号处理器系统模块,模拟了接收信号,处理信息以及消除弹体姿态扰动的数字解耦等过程,从而获得导引头视线角和视线转率.给出了仿真实例,结果验证了模型的可行性和有效性,所得研究结果对导引头设计及性能改善具有指导意义.     

发射后截获制导律研究

研究了发射后截获制导律设计问题.为了保证导引头顺利截获目标,提出了一种包含离轴角增益控制比例导引项、变系数追踪项和导弹纵向加速度补偿项的组合制导律.比例项主要稳定视线角速度,保证弹目距离收敛;变系数追踪项控制导弹前置角,能有效克服前置角震荡,增大导引头视场角截获概率并保证导引头尽早截获目标;导弹纵向加速度补偿项消除弹体纵向加速度变化对制导的不利影响.仿真验证结果表明,提出的制导律在大离轴角发射条件下能够满足发射后截获要求,简单易行.     

一种雷达导引头天线罩斜率误差实时估计方法

首先建立了完整的考虑导引头天线罩误差斜率的目标-导弹相对运动问题数学描述,包括非线性的状态方程和测量方程。其次,简化得到纵向通道考虑天线罩误差斜率的目标-导弹相对运动数学模型,推导出纵向通道联合估计视线角速率和天线罩误差斜率的数学模型,证明了上述数学模型对应的视线角速率和天线罩误差斜率联合观测系统的可观性。最后,设计了纵向通道和侧向通道联合估计视线角速率和天线罩误差斜率的推广Kalman滤波器。在仿真实验中应用该滤波器,与不考虑天线罩误差斜率的视线角速率估计Kalman滤波器做了仿真对比。仿真结果表明,联合估计视线角速率和天线罩误差斜率的推广Kalman滤波器的效果很好,可以显著提高天线罩误差斜率情况下的制导精度。     

一种有视线角约束的模糊变系数变结构制导律北大核心

针对有末端视线角约束下拦截高速机动目标的场景,设计了一种模糊变系数变结构制导律。提出了一种自适应变结构制导律,制导律可以根据弹目距离自适应调整趋近滑模面的速度;用饱和函数代替制导律中的开关项,有效消除了系统抖振。仿真表明,拦截高速非机动和高速机动目标,提出的变结构制导律均可以满足视线角约束和脱靶量要求,但需用过载较大。为解决需用过载较大的问题,引入模糊控制方法,设计模糊控制器对变结构制导律中的导引系数进行优化,得到了一种模糊变系数变结构制导律,可以满足视线角约束且有效抑制了系统的需用过载。     

空间预警视线系统误差对弹道导弹预警精度估计分析与研究

在空间预警系统中,为了降低系统预警精度受视线测量系统误差的影响,必须对仪器进行定标,因此需要深入对视线误差进行讨论。本文在对视线误差深入研究的基础上,从理论上讨论了视线误差对发射点、射向、落点估计结果的影响,得出系统误差变化率是影响预警结果的重要因素之一,并针对常值系统误差、线性系统误差以及周期系统误差进行了相应的预警仿真计算,从而为几何定标方案的确定提供支持。