带有视场角约束的滑模攻击时间控制制导律

为提高攻击时间控制制导律的鲁棒性和工程适应性,以弹目拦截几何关系为基础,采用滑模技术设计了一种带导引头视场角约束的无奇点攻击时间控制制导律。通过Lyapunov理论证明了该制导律的稳定性和收敛性。理论分析及仿真结果表明:当攻击时间误差变为0 s时,该制导律可演变成纯比例导引律,末端需用过载变化平缓、命中点处为0 g;所设计制导律可有效实现静止目标拦截、多导弹协同攻击等场合的攻击时间控制。

基于领弹-从弹架构的无导引头导弹协同定位与制导方法

针对无导引头导弹在采用现有制导律时定位误差会产生较大脱靶量的问题,通过双领弹的领弹-从弹协同架构,设计了一种协同定位与制导策略,以实现无导引头导弹对静止目标的精确命中。基于扩展卡尔曼滤波,提出了一种无导引头导弹的协同定位方法。该协同定位方法与比例导引结合时存在终止时刻过载指令过大问题,因此设计一种新型变系数比例导引律,分析了变系数比例导引律的制导系数对脱靶量、终止时刻过载与最大过载的影响。仿真结果表明:采用所提出的协同定位方法可减小具有定位误差的无导引头导弹脱靶量,而采用变系数比例导引律可避免终止时刻过载指令过大。

两轴稳定雷达导引头解耦方案研究

针对传统两轴稳定雷达导引头存在的不足,提出了前馈补偿解耦方案。该方案在对弹体姿态扰动与导引头的耦合问题进行理论分析的基础上提出,采用了滚动角速度重构、天线平台框架偏转角测量与滤波、增加伺服机构前馈指令等技术。对该方案产生前馈指令的主要影响因素进行了分析。仿真结果表明该方案可以降低滚动角速度对指令输出的影响,提高导引头隔离弹体扰动的能力。

压电捷联惯导系统研究

探讨了用压电惯性器件构筑捷联惯导系统的技术途径。叙述了压电捷联惯导系统的结构及特点，分析并指出了惯性器件及系统的主要误差源，为压电陀螺和压电加速度计提出了一种系统级综合校正模型．给出了基于四元数的姿态及导航实时算法，对校正后的系统性能进行了仿真计算。结果表明，压电捷联惯导系统精度可以满足一些领域的导航与制导要求。对原理样机所做初步试验得到的结果优于仿真精度。

高分辨电视图像导引头关键技术研究

文中对反坦克导弹所需的高分辨电视图像导引头的关键技术进行了分析,对高分辨图像传感器的作用距离进行了估算,制定了高分辨图像数字图像的传输协议,建立了导引头控制回路的数学模型,并进行了数字仿真分析。试验结果证明,高分辨电视图像导引头对改善小型目标的探测能力效果明显。

基于强化学习的多发导弹协同攻击智能制导律

为实现多发导弹对目标的协同攻击,提升打击效能,提出一种基于深度确定性策略梯度下降神经网络的强化学习协同制导律。修正了基于线性交战动力学的剩余飞行时间估计方程,不再受小角度假设的约束,进而提高剩余飞行时间估计精度。以各弹的剩余飞行时间误差为协调变量,与各弹的剩余飞行距离一同作为强化学习算法的观测量。利用脱靶量和剩余飞行时间误差构造奖励函数,离线训练生成强化学习智能体。闭环制导过程中,强化学习智能体将实时生成可实现同时打击的制导指令。仿真结果表明:该强化学习制导律能够实现多发导弹对目标的同时攻击;与传统协同制导律相比,强化学习协同制导律的脱靶量较小,攻击时间误差也较小。

基于连续2阶滑模的带碰撞角约束制导律设计

针对导弹拦截移动目标的要求,将滑模干扰观测器和一种新颖的连续2阶滑模方法相结合,设计了一种满足碰撞角约束的鲁棒性制导律。将目标加速度视为干扰项,基于超扭曲算法设计2阶滑模干扰器对其进行估计;不同于广泛使用的边界层方法,该方法可以在满足控制精度的前提下有效地避免抖振问题。通过使用Lyapunuov稳态标准,给出了该闭环制导系统有限时间内稳定的严格证明。理论分析和数值仿真结果表明,所提出的方法可以满足大范围碰撞角的约束,并能取得较高的目标拦截精度。

具有规范化的四元数递推计算的公式误差估计

对捷联式制导系统中目前常用的四元数递推公式进行误差估计，给出利用观测数据计算四元数的误差界的公式，还介绍了保持四元数范数不变的一类递推公式。

高速动能导弹初始段弹道制导方案研究

研究了高速动能导弹初始段垂直抛射情况下的弹道制导方案 ,讨论了制导系统各组成部分 ,设计了控制系统的各项参数 。

聚焦、检测、跟踪、再聚焦:基于经典跟踪前检测框架的实时小目标检测技术

隐身技术的发展对空空导弹的检测跟踪性能提出了较大的挑战。弱小目标检测跟踪算法作为弹载信号处理的核心,需要同时兼顾检测性能与执行效率。经典的跟踪前检测(Detect Before Track, DBT)方法属于一种级联结构,具有较高的实时性。本文在DBT架构下,提出聚焦(Focus)、检测(Detect)、跟踪(Track)、再聚焦(Re-Focus)弱小目标检测跟踪算法FDTR。基于实测数据的实验结果表明,该方法具备优异的检测和跟踪性能,代码执行效率高实时性强。FDTR完全基于Python和标准库实现,接口规范,架构清晰。基于FDTR,可方便的替换并评估算法中的聚焦模块,并可进一步升级为检测前跟踪(TBD)架构,提升信噪比利用率。

基于分布式并行伪谱-神经网络算法的双脉冲导弹多阶段协同轨迹优化

为求解双脉冲导弹多阶段协同轨迹规划问题,并考虑将分离的发动机壳体投送至安全区域,提出一种基于高斯伪谱法和人工神经网络的分布式并行算法。针对双脉冲导弹两级脉冲的工作特点,将全弹道划分为发射段、爬升段、续航段和制导攻击段4个阶段;为预测分离发动机壳体的落点位置,建立射程预测函数,并利用人工神经网络对该函数进行离线拟合,以提高预测速度;在分布式并行算法中各导弹并行独立求解最优轨迹,并引入飞行时间下界约束保证导弹飞行时间一致性。通过两个仿真算例,将该分布式并行算法与集中式算法进行了比较,仿真结果表明,所提的分布式并行算法对于求解双脉冲导弹多阶段协同轨迹规划问题可得到更优的性能指标,以及更高的求解效率。

Q-learning强化学习协同拦截制导律

为实现多枚导弹协同拦截机动目标,提升拦截效能,提出了一种Q-learning强化学习协同拦截制导律。首先,基于逃逸域覆盖理论,建立了非线性多弹协同拦截模型。其次,以视线角速率为状态,依据脱靶量构造奖励函数,通过离线训练生成强化学习智能体,并结合传统比例制导控制方法,构建基于强化学习的变导引系数制导律,实时生成实现协同拦截的制导指令。最终,通过数值仿真验证了所提算法的有效性和优越性。

导弹末制导过程自抗扰连续2阶滑模导引律设计

基于超扭曲算法和非奇异终端滑模理论,提出一种带有落角约束的新型自抗扰连续2阶滑模导引律,有效避免了滑模控制固有的抖振问题且无需牺牲控制系统精度。将目标机动和系统参数摄动看作总干扰项,用所提带有微分跟踪器的非线性扩张观测器对总干扰项进行实时估计,并在2阶滑模导引律中进行前馈补偿,使系统具有极强的抗干扰和抗噪声能力。给出了严格的闭环稳定性证明和详尽的数值仿真结果,证明了该导引律可以预期的落角、极小的脱靶量打击高机动目标。

考虑探测效能的有限时间协同制导方法

针对多飞行器协同拦截机动目标问题,基于有限时间控制理论设计了一种考虑探测几何构形的协同制导方法。假设飞行器具有1阶动力学特性,根据质点相对运动方程和协同探测原理建立了考虑探测几何构形的协同拦截模型。基于微分不等式理论给出系统状态有限时间有界和输入输出有限时间稳定的充分条件,并在此基础上设计了有限时间协同制导方法。该方法用度量矩阵刻画系统状态和输出动态品质,能够同时保证制导系统状态和输出在有限时间内有界和稳定。仿真结果表明:在目标进行不同程度机动情况下,所提制导方法均能够保证视线分离角收敛到预置角度、视线角速率收敛到0rad/s且加速度不超过最大物理限制;与比例导引与最优制导方法相比,有限时间协同制导方法在探测和制导环节均具有较大优势。

拦截弹中制导弹道在线快速规划方法

针对满足多约束条件的拦截弹中制导弹道在线快速规划问题,提出一种基于虚拟域动态逆的在线弹道规划算法。引入虚拟因子,将离散状态变量从时间域转入虚拟域中,并基于动态逆思想,利用虚拟弧长求得边界条件的高阶导数,提高计算效率;构建过程约束的惩罚函数,结合性能指标进行规划,使弹道能够满足时间域上的多约束条件。结合该算法提出目标信息更新后的在线重新规划策略。仿真结果表明,基于虚拟域动态逆的在线弹道规划算法虽然计算精度较弱,但是能够快速生成满足多约束条件的参考弹道,具有很好的实时性与鲁棒性,适用于求解弹道在线快速规划问题。

自主式灵巧弹药的目标识别

介绍了灵巧弹药的作战概念,采用的探测器和信号处理技术。

基于可观测性分析的混合式惯性导航系统连续自标定模型选择

针对混合式惯性导航系统连续自标定的系统模型选择问题,从模型中惯性仪表安装误差的可观测性出发,分析了不同模型的可观测性和适用条件。根据不同动力学方程和观测方程构建了3种不同的混合式惯性导航系统连续自标定模型,从可观测性定义出发分析了惯性仪表安装误差与系统观测量之间的关系,以判断系统是否可观测。分析结果表明,选择失准角方程作为动力学方程、加速度计输出作为观测方程和选择框架角方程作为动力学方程、加速度计和平台框架角传感器输出作为观测方程时,系统模型是可观测的。对3种系统模型进行了仿真和试验分析,验证了理论分析结果的正确性。

微机械陀螺及其在制导兵器上的应用

介绍微机械陀螺的特点、结构、工作原理、加工制造技术、发展状况及其在制导兵器上的应用，旨在推动这种代表当前低成本、中精度、高可靠性、微尺寸、小质量和低功耗陀螺仪发展方向的微机械陀螺的大力发展，并尽早在制导兵器上的应用。

世界灵巧炸弹的发展

介绍了决定灵巧炸弹导引头选用的两个重要因素——成本和导引头灵敏度,以及一些国家灵巧炸弹的发展现状和研究计划。

ABRES弹头(再入飞行器)再入散布研究

本文简要介绍在高级弹道再入系统(ABRES)计划期间,美国为实现小型化弹道式弹头(再入飞行器)的高命中精度而在理论方面和地面试验、飞行试验方面进行的大量研究及其结果。该项研究是在弹道系数从7324kg/m^2至19530kg/m^2、再入角从15°至40°的条件下进行的。研究确定了影响弹头散布的各种因素,这些因素起作用的高度区域,以及它们引起的命中散布的大小或量级。文中以图线形式介绍了这些研究结果,并根据从研究导出的再入误差预算给出了总的再入命中散布。