复杂情况下的防空导弹智能制导鲁棒优化设计

在复杂电磁环境下,建立了防空导弹武器系统智能制导鲁棒性问题模型,运用Elman神经网络、T-S模糊推理、线性矩阵不等式(LMI)求解和最优控制等方法和理论,对复杂情况下的防空导弹非线性制导过程进行了数学描述,目的是以系统鲁棒性为牵引对防空导弹智能制导进行优化设计,并就关键技术给出了MATLAB仿真方法.     

随机最优控制在火箭弹滑翔控制中的应用

针对远程制导火箭弹滑翔飞行过程中弹道具有随机性且伴随着较严重的时变非线性问题,为了克服各种扰动因素的影响,提高弹道控制效果,基于随机非线性系统最优控制理论,研究了最优控制算法,推导了最优控制状态方程,设计了一种最优滑翔控制器。通过对气动参数摄动情况下的滑翔弹道控制过程的仿真,验证了该最优滑翔控制器的有效性。     

基于H∞控制理论的某型导弹自动驾驶仪设计与仿真

研究了导弹制导回路鲁棒自动驾驶仪设计的理论与方法,并结合某型导弹进行了混合灵敏度自动驾驶仪的设计及仿真.仿真结果表明,设计的混合灵敏度自动驾驶仪对导弹模型的摄动表现出了较强的鲁棒性,可以控制导弹在大范围飞行过程中稳定且具有良好的时域响应性能.     

弹着时间可控的机动目标多弹协同制导律*

针对机动目标的多导弹齐射攻击,运用最优控制和卡尔曼滤波理论探索机动目标下弹着时间可控制导律问题。设计了一种最优弹着时间可控的制导律,它由指定弹着时间和预计弹着时间的误差作为反馈信号与传统比例制导律结合推导得出,称之为弹着时间可控制导律（Impact-time-control Guidance Law,简称ITCG）,同时利用卡尔曼滤波估计了目标加速度。通过对作战模型情况的仿真,可以看出这种新型的制导律应用于引导多发导弹以指定时间同时攻击目标时的有效性和可行性。     

弹着时间可控的机动目标多弹协同制导律

针对机动目标的多导弹齐射攻击,运用最优控制和卡尔曼滤波理论探索机动目标下弹着时间可控制导律问题。设计了一种最优弹着时间可控的制导律,它由指定弹着时间和预计弹着时间的误差作为反馈信号与传统比例制导律结合推导得出,称之为弹着时间可控制导律（Impact-time-control Guidance Law,简称ITCG）,同时利用卡尔曼滤波估计了目标加速度。通过对作战模型情况的仿真,可以看出这种新型的制导律应用于引导多发导弹以指定时间同时攻击目标时的有效性和可行性。     

导弹为什么要装“复合眼”？

精确制导导弹之所以具有神奇的“千里穿杨”功夫全靠它的“神眼”——制导装置。由于作战环境愈来愈严酷、导弹作战使命越来越广泛、要打击的目标多种多样,单靠一只眼在现代战争中是不行了,必须要装“复合眼”,即一种导弹要同时有几种制导方式。比如,一种导弹同时使用惯性制导+GPS制导+地形匹配制导,以及电视、激光等末制导,或使用其中任何两种制导方式。     

空空导弹越肩发射初制导转弯控制与仿真

针对空空导弹越肩发射初制导俯仰平面180°转弯,提出了一种基于最优控制理论的最优转弯方法,该方法是确定一个最佳推力方向角,使转弯完成时导弹的末端速度最大。建立了简化的用于姿态控制的姿态动力学模型,采用反作用喷气控制系统(RCS)设计了导弹的姿态控制律。对空空导弹180°转弯的飞行过程进行了仿真并给出分析结果。     

伴随函数法与最优制导律性能分析

为选择适合先进空空导弹使用的制导律,以最小能量需求和零脱靶量作为目标函数,使用最优控制理论在相应假设条件下推导得到了5种最优制导律:比例导引制导律(PN)、增强比例导引律(APN)、PN-M制导律、PN-MT0制导律和PN-MT制导律。介绍了伴随理论以及原系统变换为伴随系统的方法,建立了脱靶量伴随系统和加速度伴随系统,利用伴随函数理论对比分析了各制导律闭合回路中脱靶量和末端需用加速度随末导时间的变化规律,并使用蒙特卡洛方法结果与伴随法结果进行了对比。结果表明,伴随法结果与蒙特卡洛结果精确一致,但伴随法的效率是蒙特卡洛方法的几百倍。通过分析结果可知,PN-MT制导律的性能最优,脱靶量和末端需用加速度均为零;当末导时间足够时,PN-M制导律性能接近于PN-MT制导律;PN-MT0制导律性能优于APN和PN,但次于需求信息量更少的PN-M制导律;而未利用导弹动力学信息的PN和APN制导律末端需用加速度非常大。     

一种拦截机动目标的最优制导律设计

引入伪控制变量的概念,建立了线性化的描述导弹与目标相对运动的状态方程.应用线性二次型最优控制理论和改进剩余时间的计算方法,提出了一种拦截高机动目标的最优制导律.通过与比例导引律在平面拦截过程中的仿真结果对比分析,表明所提出的最优制导律在拦截机动目标时更为有效.     

基于牵引法的红外诱饵弹使用方法研究

为了有效发挥红外诱饵弹作为防御性欺骗武器对处于末制导阶段的红外成像制导导弹进行欺骗的效能,通过对红外诱饵弹干扰红外成像制导导弹的原理、红外诱饵弹的使命任务、红外诱饵弹干扰效果的阐述,详细地介绍了牵引法干扰红外成像制导导弹的使用方法,证明了红外诱饵弹牵引法对防御红外成像制导导弹具有很好的效果.     

光纤导弹技术及其应用和发展

论述了光纤制导导弹的制导原理,综述了光纤制导导弹的作战应用特点,说明了光纤制导导弹开发研制中关键技术及其解决途径。概述了国外光纤制导导弹的简要发展过程,汇集了国外已有和正在开发的光纤制导导弹的主要战术技术性能。     

光纤图像制导导弹概述

目前国外装备和正在研制的光纤制导导弹主要有美国的增强型光纤制导导弹EFOG-M,德、法、意三国联合研制的独眼巨人Polyphem,日本的96式,西班牙的麦卡姆和以色列的NT-S斯派克等。其中射程在10km以内的近程导弹如96式,麦卡姆和NT-S斯派克已装备部队使用。而射程在10km以上的远程导弹如EFOG-M和独眼巨人已经进行了20年的研制发展,但目前还没有装备的计划。国内经过对光纤图像制导导弹多年研究,在技术方面也已经比较成熟。一、光纤图像制导导弹的主要特点依照射程的大小,可将光纤制导导弹分为远程光纤制导导弹、中程光纤制导导弹及近程光…     

复杂环境空地电视遥控制导导弹作战效能仿真

在复杂的背景环境中,如何有效地提高电视遥控制导导弹的抗干扰能力,提取目标信息,从而发现并识别目标,最大可能地提高对目标的作战效能是电视遥控制导导弹发展过程中必须要解决的关键技术。通过对影响电视遥控制导导弹作战效能的背景环境的分析研究,结合仿真计算,给出了各种背景环境下的效能指标,对电视遥控制导导弹的作战使用和设计研制具有指导意义。     

倾斜转弯导弹的最优制导

文章给出了一种最优制导规律,用于控制倾斜转弯导弹俯仰加速度和滚转速率。文中对导弹的动力学方程做了线性化的假设,自动驾驶仪假设为零延迟,利用线性指数二次高斯性能判据及哈米尔顿－雅可比－贝尔曼方程求得了制导规律的闭合解。此外,为了防止因噪声而引起过大的滚转速率指令而引入了常加速度偏量。这就表明,最优控制增益明显地计及了系统和观测噪声协方差,因此,脱靶量的平均值、最大值和标准值的偏差可得到减小。利用传统的线性二次型高斯方法与所研究的最优制导规律做了比较,证明了文章提出的制导规律性能良好。     

基于网络中心制导的防空导弹武器系统可靠性建模

论述了防空导弹武器系统组网的必要性,分析了防空导弹武器系统组网系统的发展现状,构建了基于网络中心制导的防空导弹武器系统拓扑结构并分析了作战使用特点,探讨了防空导弹武器系统组网原理,对基于网络中心制导技术条件下防空导弹武器系统的任务剖面进行了研究,建立了对应的防空导弹武器系统可靠性模型,并运用实际算例对模型进行了解算,结果表明基于网络中心制导的防空导弹武器系统具备更高的可靠性,该模型是网络中心制导课题有益探索。     

美国研究光纤制导导弹

美国陆军正在从事光纤制导反坦克导弹的研究。该种导弹可能于1987年开始研制,2000年前后投入作战使用。美国阵军10年来一直在执行光纤制导导弹(FOG—M)计划。此计划实际上开始于1977年1月,第一个合同是与休斯飞机公司签订的,旨在研究采用单模双光纤连接的双通     

抗通信时延的分布式固定时间收敛协同制导律

为使得多枚导弹在存在通信时延的情况下有效完成对机动目标的同时攻击,提出了一种抗通信时延的固定时间收敛分布式协同制导律。该制导律基于固定时间控制技术框架,实现了稳定时间边界不依赖于多导弹系统初始状态,提升了多导弹系统控制效率;采用一种快速非奇异终端滑模和虚拟领弹共同主导的方法,可实现制导律具有对抗通信时延的鲁棒性;利用了李雅普诺夫稳定性理论证明了固定时间内的一致性。仿真结果表明,存在通信时延的情况下,基于所设计的分布式协同制导律,多枚导弹能够有效地完成对目标的同时攻击。     

基于干扰观测的制导控制一体化反演滑模研究

针对导弹末段制导问题,为了提高制导精度,基于非线性干扰观测器(NDO)和自适应反演滑模控制,设计了制导控制一体化(IGC)控制器。建立俯仰平面一体化模型,将存在的模型误差,参数摄动等看成未知干扰。利用NDO对干扰进行估计和补偿。采用动态面法,引入一阶低通滤波器,避免了传统反演设计中微分爆炸问题。利用Lyapunov稳定性理论,证明了系统的稳定性。最后通过仿真验证了所设计IGC算法的有效性。     

制导炮弹非线性滑模控制器设计

为了提高制导炮弹的精确打击能力,研究了一种非线性滑模变结构控制器。利用近似最优控制理论确定了非线性滑模面,并设计了舵面的控制律,使得系统状态快速达到并保持在滑模面,采用指数趋近律和饱和函数减轻了滑模控制带来的抖振,实现对控制指令的跟踪。仿真表明,设计的非线性控制器能有效处理制导炮弹的非线性耦合问题,快速响应控制指令,并且在气动参数摄动时体现出较强的鲁棒性,具有良好的工程应用前景。     

考虑弹体动态特性的非奇异有限时间制导律

为满足导弹拦截机动目标时交会角约束和有限时间收敛的需求,建立了考虑弹体一阶动态特性的制导模型。把目标加速度视为有界外界干扰,同时结合非线性反步设计法中的动态面法,设计一种考虑弹体动态延迟的非奇异滑模制导律,并且证明了基于Lyapunov稳定性理论制导系统状态可渐进收敛到零。在所设计的制导律下,对单侧机动的低空高速目标进行仿真。仿真结果表明所设计的非奇异制导律可以有效降低弹体动态延迟带来的影响,而且具有较低的脱靶量与交会角误差;与考虑弹体动态特性和交会角约束的最优导引律相比,其具有更高的制导精度。