针对变速机动目标的变速导弹三维导引律

应用李雅普诺夫稳定理论 ,提出一种三维制导算法。在算法设计中 ,既考虑了目标机动 ,包括目标速度的变化 ,又考虑了导弹速度的变化。为实现所提出的算法 ,进一步将与目标运动的加速度和速度方位信息有关的项归为两项 ,给出了其估计方法。仿真结果验证了该方法的有效性。

考虑不确定复合控制系统动态特性的前向拦截三维导引律

为实现高空高速目标的精确拦截,研究了考虑直接力气动力复合控制动态特性及不确定性的前向拦截三维导引律设计方法。对采用复合控制的慢旋导弹的动力学模型进行了线性化处理,在气动舵控制的基础上设计连续直接力,然后对其进行离散化处理,避免复杂的控制分配问题。在三维弹目相对运动模型和不确定导弹动力学线性化模型的基础上,利用时标分离的思想将系统划分为慢变子系统和快变子系统,应用基于李雅普诺夫稳定性理论的鲁棒控制方法对慢变子系统和快变子系统分别进行鲁棒动态逆设计,得到考虑不确定复合控制系统动态特性的前向拦截三维导引律。对单通道控制和双通道控制的情况分别进行了仿真研究,验证了本文方法的正确性和有效性。

基于多项式拟合SDRE的三维导引律设计

应用多项式拟合的SDRE方法结合改进的极坐标系(MPC)设计了三维次优导引律。介绍了SDRE方法与多项式拟合的SDRE方法,后者是前者十分优越的逼近;推导了MPC下的弹目相对运动方程,将球坐标下的六个状态方程减少到了三个并且满足多项式拟合SDRE方法的应用前提;在此基础上,推导出了三维拟合SDRE导引律(nSDRE)。仿真显示,nSDRE是一种有效的导引律,较广义理想比例导引律(GIPN)具有更好的导引品质,特别在目标机动时,nSDRE能更好地应对目标机动引起的视线转率发散而导致脱靶的问题。

带落角约束三维导引律在反坦克导弹上的应用

针对现代作战环境不仅希望反坦克导弹脱靶量最小,还希望导弹命中目标时姿态最佳的问题,对传统比例导引律和带落角约束的比例导引律进行了研究,并提出了带有碰撞角约束的三维比例导引律,即在俯仰通道采用带落角约束的比例导引,在偏航通道采用传统比例导引。最后以某型自寻的反坦克导弹制导控制系统的设计为背景,通过结合导弹总体参数,建立弹体运动数学模型、制导控制系统模型、舵机模型等,并利用Simulink对其进行了仿真。仿真表明,2种导引律结合运算的方法不仅易于实现,而且具有精度高、落角变化范围大,过载小的优点。

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。

一种基于动态面控制的三维导引律

基于三维空间坐标系下的飞行器-目标相对运动方程,应用动态面控制方法设计了一种新型三维空间导引律,并证明了其稳定性。在导引律的设计过程中,通过引入一阶低通滤波器,使得导引律的最终表达形式中不含有中间变量的高阶导数,更易于实际应用。仿真结果表明,在目标非机动和复杂正弦机动两种情况下,采用该导引律的飞行器都能够获得较小的脱靶量,并且在目标机动时,该导引律具有更高的制导精度。

基于扩张观测器的三维动态面导引律

为提高导弹拦截高速机动目标的精度,基于自抗扰控制理论的估计补偿思想,设计了考虑自动驾驶仪动态特性和目标机动的三维动态面导引律。首先,建立了考虑自动驾驶仪动态特性的三维耦合制导模型;其次,针对制导模型中所存在的目标机动和测量噪声的干扰,设计扩张观测器估计目标机动和视线角速率,并将其应用到导引律的设计中;再次,基于动态面控制方法设计了三维空间导引律,避免了传统反演控制方法中的"微分膨胀"问题;最后,在目标作不同机动情况下,所设计的导引律与比例导引律、动态面导引律进行比较,仿真结果表明所设计的导引律具有更好的制导性能。

带扩张观测器的三维有限时间收敛导引律

为了保证视线角速率在弹目碰撞前收敛到零附近的较小邻域内,从而达到准平行接近的状态,基于自抗扰控制的不确定性估计补偿思想,应用反演控制方法设计了一种考虑导弹自动驾驶仪二阶动态特性和目标机动的三维有限时间收敛导引律。根据有限时间收敛控制理论,严格证明了系统的有限时间收敛特性;为抑制量测噪声,将传统跟踪微分器进行改进并应用于扩张状态观测器与反演控制的设计中。仿真结果表明,在自动驾驶仪响应延迟情况下,所设计的导引律能够导引导弹在有限时间内精确地拦截高速机动目标;改进的跟踪微分器精度高、响应快;基于改进跟踪微分器的扩张观测器估计效果理想。

攻击机动目标的导弹三维变结构导引律

针对导弹采用变结构导引律攻击机动目标时,容易引起视线角速率抖动的问题,在变结构控制理论的基础上,利用RBF神经网络具有自主学习的能力,提出了一种基于RBF神经网络的变结构趋近律参数项在线自适应调节的三维导引律,克服了导引过程中变结构趋近律参数项不易确定的缺点,从而降低变结构控制的抖振,提高了导弹的命中精度。仿真结果表明,该导引律有很强的自适应能力和鲁棒性,满足导引要求。

无奇点三维攻击时间控制滑模导引律

为研究导弹在视场角约束下的三维攻击时间控制问题,提出一种三维非线性滑模导引律。利用攻击时间误差设计滑模面,推导出三维形式的俯仰和偏航加速度指令;通过对所设计制导律进行简单修正,解决了零初始前置角引起的奇点问题;从数学上证明了该导引律的稳定性和收敛性,讨论了导引律相关参数的取值范围,分析了与纯比例导引法、解耦三维导引律之间的关系。仿真结果表明,所设计导引律能够在视场角约束条件下有效实现攻击时间增大或减小的控制;俯仰和偏航平面的耦合程度越强,该导引律控制能耗小的优势越为明显。

三维非线性自适应容错导引律设计

本文针对部分执行器失效情形下的三维鲁棒导引律设计问题,利用输入–状态稳定性原理,设计一种三维非线性自适应容错导引律.与已存在结果相比,所设计算法能够实现对部分执行器失效的自动补偿,并且具备克服机动目标未知机动性对制导效果的影响.理论分析和数值仿真验证了该算法的有效性,并且数值仿真还表明其能够恢复特定时间段内执行器完全失效时的系统稳定性,具有很强的鲁棒性.

导弹有限时间三维非线性导引律

以已推导所得的导弹-目标相对运动三维非线性模型作为研究对象,为获得快速收敛的跟踪效果,引入有限时间控制理论,设计具有有限时间收敛效果的非线性导引律。从理论角度论证了导弹在有限时间内成功拦截非机动目标的可行性,并估算了有效拦截时间的范围。计算机仿真结果表明,所设计导引律能够使整个导弹-目标相对运动系统稳定,控制导弹在有限时间内击中目标,实现零脱靶量打击,提高了导弹的拦截性能。

比例导引原理的三维模糊导引律设计

主要针对三维空间导弹拦截问题,基于比例导引原理设计了三维空间的模糊导引律。首先运用投影的方法将三维导引问题分别投影到两个平面中,将三维空间的运动分解为纵向平面和侧向平面两个平面内的运动。导引律的设计以模糊逻辑推理为基础,运用比例导引原理将竖直视线角速度、水平视线角速度、导弹与飞机的接近速度作为输入量,输出量分别是导弹加速度在oxy(纵向平面)、oxz(侧向平面)平面内的两个分量,模糊分区采用归一化的方法。经仿真验证,模糊导引的脱靶量和加速度均在理想的范围。

空空导弹三维智能滑模导引律设计

提出了一种基于遗传算法优化RBF网络滑模变结构控制的空空导弹三维导引律,解决了一般滑模变结构控制中存在的抖振问题,提高了导引系统的鲁棒性。该导引律在目标机动的情况下,亦能实现很好的导引效果。仿真结果表明,该导引律与比例导引相比有较大的性能改善。

自动活检枪与CT-pinpoint三维激光定位导引系统的临床应用

目的:评价自动活检枪与CT-p inpoint三维激光定位导引系统的临床应用价值。材料和方法:使用18或21G的自动活检枪在CT-p inpoint三维激光定位导引下对61例全身各脏器肿块行穿刺活检术,标本的病理结果与手术及随访结果对照。结果:使用自动活检枪的活检成功率为98.7%(153/155),穿刺准确率为100%;其中恶性肿瘤46例,良性病变13例,假阴性2例,与手术病理或者追随结果诊断一致性为96.7%(59/61);并发症4例(6.5%),其中少量气胸2例,穿刺针道少量出血2例。结论:自动活检枪与CT-p inpoint三维激光定位导引系统联合应用可以提高穿刺活检和诊断的准确性以及操作的安全性。

机动目标三维空间导引运动建模及导引律研究

给出了导弹 -目标追逃运动的空间矢量方程 ,在此基础上推导了三维导引运动模型。对机动目标应用李雅普诺夫稳定性分析方法提出了一种自适应变结构制导算法。

低速滚转炮弹的三维卫星比例导引控制研究

为提高低速滚转炮弹的制导精确,根据其弹道导引特性与控制原理,采用基于地磁测量与舵机控制为基础的三环导引控制。三环控制分别为舵面的跟随控制、地磁线圈的相位补偿控制和弹丸飞行运动的质心比例导引控制。通过蒙特卡罗打靶仿真,验证其三环控制的准确性。得出其三环控制可有效地实现三环之间的协调和稳定,并提高了低速滚转炮弹的制导精度。

一种改进的空空导弹三维变结构导引律

空空导弹采用变结构导引律攻击大机动目标时存在视线角速率易发散和变结构参数项不易确定等缺点。针对上述问题,在变结构控制理论的基础上,提出一种基于变指数趋近律的参数自适应变结构三维导引律,利用多输入多输出RBF神经网络对变结构参数项进行在线调整。仿真结果表明,该导引律能有效削弱变结构控制的抖振,进一步提高导引精度,具有很强的自适应能力和鲁棒性,满足空空导弹战术指标要求。

拦截空天高速机动目标的三维非线性导引律

为拦截空间高速机动目标,建立了考虑自动驾驶仪动态特性的三维耦合制导模型。针对模型的强非线性和不确定性,设计了考虑导弹动态特性和目标机动的三维非线性导引律;然后利用扩张观测器估计目标机动加速度。仿真表明扩张观测器在有噪声干扰的情况下性能优于滑模微分器。将扩张观测器估计的目标机动加速度补偿到导引律中,形成三维非线性导引律。在拦截高速机动目标时,所设计的导引律相比于增广比例导引律和其他两种非线性三维导引律有较好的导引性能。

反舰导弹大空域变轨的三维扩展比例导引律

为了使大空域变轨弹道的理论研究更符合反舰导弹的实际运动状态,建立了反舰导弹追踪虚拟目标的三维空间相对运动模型。同时,为了保证反舰导弹大空域变轨弹道的四段弹道平滑过渡,在导引律设计时同时考虑了脱靶量要求和末端落角要求。应用Lyapunov稳定性理论求解出满足要求的三维扩展比例导引律,对大空域变轨弹道的四段弹道设计了相应的过载控制指令,并进行了仿真研究。仿真结果表明:所提出的三维扩展比例导引律可以使反舰导弹顺利完成大空域飞行任务,而且保证了反舰导弹的所有性能指标均满足要求。