多约束超螺旋滑模变结构制导律

针对末制导过程中出现的加速度、落点和落角等多约束问题,研究一种多约束2阶超螺旋滑模制导律。将弹目相对运动方程转化为标准2阶系统模型,基于超螺旋(ST)算法设计2阶滑模制导律,使系统能够快速达到收敛,满足对落角的导引精度需要;采用饱和函数代替符号切换函数,消除滑模变结构算法固有的抖振问题;为解决加速度受限问题,设计带辅助系统(AS)的制导律。数字仿真结果表明,所设计的制导律能以期望的攻击角度和落角精确命中目标,与现有的1阶滑模制导律相比,收敛速度更快,制导精度更高。

基于变结构制导律的制导指令校正算法研究

本文在基于变结构理论的基础上,将目标机动视为未知的有界干扰,设计变结构制导律,利用变结构控制系统的干扰不变特性,克服目标机动的影响;并在制导回路中引入指令校正环节,以改善导弹制导性能。仿真结果显示,该新型制导算法在攻击大机动目标时抗干扰性和鲁棒性更好。

基于模糊变系数策略的迎击拦截变结构制导律设计

迎击拦截是拦截问题中常见的一种制导方式。为提高拦截器的末制导精度,基于变结构控制设计零化视线角速率的变结构制导律是一种典型方法。对高速目标的迎击拦截出现相对速度过大,目标机动能力引起的导引初段需用过载过大的问题,应用模糊控制设计制导律的导航项及变结构项系数随剩余导引时间变化的策略以延长系统进入滑模面的时间,使系统进入滑模面的同时有效减小末制导初段的控制量。建模及仿真结果显示,该制导律在使视线角速率收敛的同时显著地减小了导引初段的需用过载,验证了该方法的有效性及对传统比例导引律的优越性。

机动目标拦截的变结构制导律设计与实现

考虑目标机动和弹体动态特性,研究了导弹末制导律设计与实现问题。在切换函数的设计中应用增广比例导引的思想对目标的逃逸机动进行补偿;设计了变结构制导律,使得导弹的实际横向加速度具有增广比例导引的形式,来减弱弹体动态特性对制导精度的影响。在制导律实现过程中,应用高增益观测器对视线变化率进行了估计,同时通过将观测器进行二次扩张,实现了对目标机动加速度及其变化率的快速估计。最后进行了数值仿真验证,仿真结果说明了方法的有效性。

针对目标机动的变结构制导参数设计

目标机动是影响导弹制导性能的重要因素。文章以变结构制导导弹为研究对象,以导弹与目标相对运动方程为依据,就目标机动和变结构制导项对视线角速度和弹道需用过载的影响做了理论分析,提出了一种针对目标机动的变结构制导参数设计方法。在此基础上,提出用模糊控制理论设计变结构制导项。仿真结果表明,所设计的模糊变结构制导律能够有效抑制目标机动对制导精度的影响。

大空域变轨的变结构制导律设计

为了对抗敌方远程舰空导弹的拦截,提高突防能力,反舰导弹的飞行弹道应采用大空域变轨弹道。基于虚拟目标的概念,建立了导弹-虚拟目标的空间追逃模型,设计了一种考虑末端落角约束的变结构制导律。先设置不同的空间虚拟目标,然后,利用所设计的制导律引导反舰导弹去追踪虚拟目标,反舰导弹实现了各种各样的大空域变轨弹道。只要虚拟目标的参数设置合适,在飞行中导弹的各项性能指标都能满足要求。弹道仿真表明,所设计的制导律是很有效的。

机载布撒器变结构制导律的设计

机载布撒器采用了捷联惯导+GPS卫星修正的组合导航系统。该组合导航系统能实时地提供位置,速度信息。根据组合导航提供的信息可以计算出弹目之间的视线角和视线角速度。采用基于视线角和视线角速度的变结构制导律,能够使得布撒器以合适的俯仰角和弹道倾角到达目标上方的抛撒点,并进行抛撒子弹药。利用布撒器的气动参数,对此制导律进行了各种条件下的全弹道数学仿真,仿真结果表明,布撒器采用该制导律后能以合适的俯仰角和弹道倾角到达抛撒点,并且具有较强的抗干扰能力。

视线角速度测量噪声对变结构制导鲁棒性的影响分析

分析了视线角速度测量噪声对变结构制导鲁棒性的影响 ,给出了两种信噪比水平下变结构制导规律制导参数应满足的条件。结果表明 ,变结构制导规律中的比例导引项和变结构项系数的取值满足一定条件时能够保证导引收敛 ,变结构项是抑制视线角速度测量噪声的主要因素。

带落角约束滑模变结构制导律研究

反坦克导弹在攻击目标时,不仅希望得到最小的脱靶量,而且希望以一定的落角命中目标,从而使战斗部充分发挥其作战效能,得到最佳毁伤效果。以简化后的弹-目相对运动模型为基础,改进了一种自适应滑模变结构制导律,能够同时满足脱靶量和攻击角度的双重要求。同时,制导律设计中综合采用双曲正切函数法和变开关系数法,进一步削弱了控制过程中产生的抖振现象。仿真结果表明,该制导律针对不同射程的目标保证了较高的命中精度,具有很强的鲁棒性。

变结构制导对未知目标机动的鲁棒性研究

研究了目标加速度测量噪声和未知目标机动对变结构制导规律鲁棒性的影响 ,分析了在这两种情况下 ,变结构制导规律鲁棒性应满足的条件。研究结果表明 ,不管对目标加速度测量噪声还是未知目标机动 ,只要合适地选择变结构制导规律中变结构项的参数 (与目标加速度测量噪声的幅值或未知目标机动幅值有关 ) ,就能保证命中目标 ,从而说明变结构制导规律是对机动目标进行拦截的最有效的制导规律之一。对比例导引、增广比例导引和变结构制导所做的仿真结果证实了该结论。

机动再入体的变结构制导律设计及仿真分析

非自旋再入体机动导引作为近年来新兴的技术,由于具有许多优点而受到了控制领域研究者的高度重视。以非自旋再入体为研究对象,对新型导引技术应用于再入体的关键问题进行了研究。传统的各种制导律都是以获得最小脱靶量为最终目标,没有考虑到击中目标时刻的末端落角。为了保证非自旋再入体完成精确打击目标的任务,针对非自旋再入体垂直打击目标的制导问题,设计了一种带落角约束的变结构制导律。仿真研究表明,所设计的末制导律能够保证非自旋再入体命中目标时的脱靶量和末端落角都能满足要求,可以为开展近空间非自旋再入体制导问题的研究提供测试平台。

反舰导弹的非线性变结构制导律研究

为了对抗敌方远程舰空导弹的拦截,提高突防能力,反舰导弹的飞行弹道应采用大空域变轨弹道.基于虚拟目标的概念,建立了导弹-虚拟目标的空间追逃模型,设计了一种考虑末端落角约束的非线性变结构制导律.先设置不同的空间虚拟目标,然后,利用所设计的制导律引导反舰导弹去追踪虚拟目标,反舰导弹即可实现各种各样的大空域变轨弹道.只要虚拟目标的参数设置合适,导弹在飞行中各项性能指标均能满足要求.弹道仿真表明:所设计的制导律是很有效的.

空空导弹变结构制导系统圆判据稳定性分析

文中在圆判据非线性稳定性理论基础上,进行空空导弹变结构制导系统的稳定性分析。在频域分析中,适当减小飞控系统时间常数,制导系统的稳定性增强。仿真结果表明,变结构制导系统采用直接力控制,是提高非线性系统性能的有效措施。

基于当前统计模型的变结构制导律

将变结构制导律应用于空空导弹的末制导段,在获得被动雷达角度测量信息的基础上,用基于弹目相对信息的自适应当前统计模型进行滤波得到距离、速度等信息。在滤波过程中采用自适应扩展kalman滤波改善测量方程线性化带来的误差,将自适应当前统计模型与自适应扩展kalman滤波相结合设计目标跟踪滤波器,提高传感器对目标的跟踪性能。仿真结果表明该方法对目标具有良好的跟踪性能。

带终端攻击角约束的状态反馈变结构制导律设计

基于滑模变结构控制理论,结合状态反馈原理,提出一种能命中目标并保证终端攻击角度约束的变结构制导律。该制导律在传统线性滑模面的基础上增加非线性函数,通过最优控制理论确定该函数,由此将线性滑模面转变成时变、非线性滑模面。仿真结果表明:该制导律对目标机动有良好的鲁棒性,能够满足期望的终端攻击角约束,并避免了制导初期过载较大的缺陷,方法简单,易于工程实现。

导弹及目标纵向加速度对变结构制导的鲁棒性影响分析

本文分析了导弹及目标纵向加速度对变结构制导规律鲁棒性的影响 ,针对两种情况进行了研究 :第一种情况是导弹及目标纵向加速度可测 ,存在测量噪声 ;第二种情况是导弹及目标纵向加速度不可测量 ,为未知量。通过理论分析给出了变结构制导规律实现鲁棒制导时制导参数应满足的条件 ,仿真结果证实了本文的结论 。

具有终端约束的制导炸弹模糊变结构制导律设计

针对INS/GPS制导炸弹对地面目标的精确打击问题,提出带落角约束的模糊变结构制导律。在变结构制导律的基础上,引入终端落角约束项,应用模糊规则对所设计制导律中的变结构开关项系数增益进行在线调节。仿真结果表明,在对地面目标进行攻击时,该制导律降低变结构控制系统的抖振,同时满足制导精度和期望落角的要求,具有有效性和鲁棒性。

滑模变结构制导律的抖振问题研究

滑模变结构制导律是一种强鲁棒性的制导律,对于系统的参数变化和外部的干扰具有理论上的完全鲁棒性。然而,滑模变结构制导律在滑模面上的高频抖振是其在实际应用当中的主要障碍。本文介绍了目前削弱滑模变结构制导律抖振的主要方法。重点介绍了模糊控制、RBF神经网络控制与滑模变结构控制相结合的智能滑模变结构制导律。智能滑模变结构制导律是解决抖振问题的发展方向。

多约束螺旋机动变结构制导律设计

为提高高超声速飞行器俯冲段的精确打击和突防生存能力,提出了一种多约束螺旋机动滑模变结构制导方法。首先,基于双平面解耦思想,分别建立了俯冲平面和转弯平面相对运动方程。其次,基于滑模变结构控制理论,推导了考虑终端角度约束的滑模变结构制导律,并通过在切换面中引入视线角参考指令和机动控制项,实现多约束条件下的螺旋机动精确制导。同时,对制导律中的3个参数进行优化整定,以更好地满足落角、入射方位角、终端速度、过载等约束限制。以CAV-H为例进行仿真分析,仿真结果表明,该方法能够满足俯冲段终端落点和角度约束,精度较高,鲁棒性较好;同时,可实现预期的螺旋机动飞行,提高了飞行器机动突防和生存能力;相关算法可为高超声速滑翔飞行器俯冲段精确打击和机动突防综合性能提升提供参考。

变结构制导律在大空域变轨反舰导弹弹道中的应用

基于虚拟目标的概念,建立了导弹和虚拟目标的相对运动模型,设计了一种考虑末段落角约束的变结构制导律.先设置空间的虚拟目标,然后利用设计的变结构制导律引导反舰导弹去追踪虚拟目标,实现了反舰导弹的大空域变轨弹道.弹道仿真表明,反舰导弹的各项性能指标满足所需飞行弹道的要求,从而设计的制导律是有效的.