一种改进的自适应滑模变结构导引律

为提高反坦克导弹对空中机动目标的命中精度,使其具备一定的低空防御能力,通过推导纵向平面内末制导段的弹目相对运动简化模型,并以零化弹目视线角速度为出发点,设计了一种改进自适应滑模变结构导引律,同时通过改进开关项系数,综合应用饱和函数,成功削弱了滑模变结构的抖振现象。仿真结果表明,在打击空中机动目标时,设计的导引律具有较高的命中精度,可以合理地分配末制导段导弹的法向过载,证明该文设计的导引律是有效的。

带落角约束的再入机动弹头的变结构导引律

针对再入机动弹头垂直打击目标的要求,研究了具有末端落角约束的变结构导引律。该导引律包括俯冲平面内的制导方程和转弯平面内的制导方程,通过采用准滑动模态控制削弱抖振的影响。通过数学仿真,分析了四个制导参数对制导效果的影响,探讨了利用遗传算法离线优化制导参数的可行性,检验了最优制导参数的制导效果对不同初始状态偏差的敏感性。仿真结果表明,与最优导引律相比,变结构导引律具有较强的鲁棒性,在干扰影响下仍能保持较高的制导精度。

一种变结构导引律及其在垂直命中制导中的应用

基于变结构控制理论 ,提出了一种垂直命中目标的导引律。该导引律在引入理想的视线角基础上 ,所设计的切换函数不仅保证脱靶量为零 ,而且能同时达到垂直命中目标的目的。数字仿真表明 ,该导引律与最优垂直命中导引律相比 ,不仅适用范围广 ,而且具有良好的鲁棒性能。

一种改进的攻击机动目标的导弹滑模变结构导引律

导弹采用传统滑模变结构导引律攻击目标时,能够对参数摄动和外界干扰具有较强的鲁棒性,但当目标进行大机动时,存在目标加速度无法精确测量、视线角速率容易发散及导引律参数不易确定等缺点;针对上述问题,在研究变结构控制理论的基础上,将目标加速度视为干扰,设计一种快速趋近律,并采用模糊控制与神经网络理论分别对导引律比例参数项k与开关参数项ξ进行自适应调节,提出一种改进的攻击机动目标的导弹滑模变结构导引律;仿真结果表明,改进的导弹变结构导引律较传统变结构导引率,能够有效地削弱系统抖振,缩短导引时间,提高导引精度,满足一定的导弹导引要求。

滑模变结构导引律在动能拦截器上的应用研究

由于大气层内动能拦截器控制系统具有非连续性、不确定性,为了提高动能拦截器控制系统的抗干扰性和机动性,设计了一种新的滑模变结构导引律。通过末制导弹道仿真,将其应用于动能拦截器末制导导引拦截三维螺旋机动目标,结果表明,滑模变结构导引律具有响应快速,简单易行,有效对付高机动目标等优点,对于KKV拦截三维螺旋机动目标有很好的鲁棒性。

基于变结构导引律的UCAV自主轨迹控制

研究无人作战飞机的自主轨迹控制问题。在一定假设条件的基础上,推导出无人作战飞机的三自由度运动模型;将变结构控制理论运用于无人作战飞机的导引,推导出变结构导引律;在自主轨迹控制算法中,由变结构导引律根据期望轨迹点计算出状态的期望值,并将该期望值与由运动模型得到的状态实际值之间的误差来驱动控制,自主轨迹控制控制的过程就是这个误差收敛到零的过程;仿真结果表明该自主轨迹控制算法能够快速地使无人作战飞机达到预定的轨迹点,且控制过程中控制量的变化平稳,具有良好的效果。

带末端落角约束的变结构导引律

使被动寻的导弹在较低的平飞弹道情况下 ,以较小的俯冲过载和最佳攻击姿态精确命中目标 .采用带落角约束的变结构导引律 ,对弹目距离及距离变化率进行估计 ,克服被动寻的导弹不能测距的约束 ,同时使切换开关增益随时间自适应变化以减小俯冲过载 .利用某型在研被动寻的导弹的气动参数 ,对此变结构导引律进行了数学仿真 ,仿真结果表明 ,在较低的平飞弹道约束条件下及过载要求范围内 ,该导引律能以期望落角命中静止与机动的坦克目标 。

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。

带末端角度和速度约束的再入飞行器滑模变结构导引律

在考虑末端角度和末端速度约束的前提下,研究滑模变结构导引律在再入飞行器上的应用。推导满足末端角度约束的滑模变结构导引律,给出俯冲平面和转弯平面的导引方程,依据导引方程生成需要攻角、侧滑角制导指令。设计考虑末端速度要求后制导环节产生的附加攻角和侧滑角指令。需要制导指令和附加指令相加得到同时考虑落速和落角情况下的合成攻角、侧滑角指令。仿真表明,滑模导引律能稳定姿态且引导飞行器准确到达目标点。针对不同的运动速度情况,进行了落点偏差、末端速度和末端角度随速度的变化趋势分析,在末端角度控制上两种导引律表现相近,在末端速度和落点偏差上滑模导引律表现明显优于最优导引律,表明滑模变结构导引律针对移动目标具有鲁棒性。

基于遗传算法的变结构导引律研究

末段导引律是导弹实现精确打击目标的关键技术,对导弹的制导精度有很大的影响。针对导弹打击机动目标的导引问题,基于变结构理论和父子混合遗传算法设计了一种变结构导引律,并采用了一种自适应趋近律和一种饱和函数代替符号函数的方法来降低系统的抖振。仿真结果表明,采用父子混合选择遗传算法的变结构导引律,能够搜索到全局最优解,具有较高的精度和鲁棒性,并且对导弹的法向过载要求较小,导引过程中导弹的法向过载变化趋势平稳,具有工程实用价值。

滑模变结构导引律在防空反导技术中的应用

针对防空反导末制导段攻击机动目标的问题,以零化弹目视线角速率为依据,设计了一种性能较好的滑模变结构导引律。该导引律在攻击机动目标时具有较高的制导精度,整个攻击过程的弹目视线角速率变化较小,有效解决了抖振问题,同时实现了导弹法向过载的合理分配。仿真结果验证了该导引律的有效性。

一种攻击大机动目标的变参数组合导引律

针对目标作大机动时的导引问题,提出了一种既简单又有效的比例加变结构组合导引律,给出了其设计机理,并在理论上对变参数进行了优化设计。通过仿真结果比较,验证了此组合导引律可以在固定时间内明显地减少追踪者的脱靶量。

基于直接力控制的导弹高精度末端导引方法研究

采用直接力控制的拦截导弹具有自身控制不连续、目标机动能力强、要求直接命中等特点,因此需要一种精度高、适应性强且较省脉冲发动机的导引律。以某型末端采用直接侧向力控制的反导导弹为背景,基于变结构控制理论设计了一种导引律,该导引律以可测量信息为基础,十分易于工程实现。最后进行了三维弹道仿真,结果表明:所设计的导引律攻击精度明显优于比例导引律,尤其是在目标机动较大情况下,保证了脱靶量在米级以内;所设计的导引律在制导初期对误差进行修正,因而末端弹道更为平直,同情况下所消耗的姿控发动机数目更少。此外,所设计的导引律基于较大交会角的拦截而非逆轨道拦截,因而发射阵地更灵活、发射准备时间更短。

带落角约束的虚拟目标实时轨迹生成算法

针对导弹带落角约束条件打击目标的要求,在纵向平面内,根据导弹和目标的实时运动轨迹,提出了一种虚拟目标实时轨迹生成算法,并且给出了该算法中所需要的目标实时位置信息的估算方法。仿真结果表明,以该算法得出的虚拟目标轨迹作为导弹的跟踪对象,采用变结构导引律能满足落角约束条件,并且能够提供很高的命中精度,从而证明了该算法的正确性和有效性,为带落角约束条件打击目标提供了一种新的思路和途径。

一种新型的现代战机复合导引律研究

针对现代战机近距空战导引过程,建立了战机与目标的相对运动模型。应用滑模变结构控制理论,以拦截时间、视线角速率和指令加速度变化率为性能指标,推导出一种增广比例加滑模变结构的新型复合导引律,给出了其设计机理,并在理论上对变参数进行了优化设计。仿真结果表明,该导引律结构简单,能有效克服目标机动,在具有较强鲁棒性的同时,其导引性能较传统的PPN有较大提高,具有工程可实现性和有效性。

升力式飞行器对地面固定目标攻击方式研究

通过对变结构导引下升力式飞行器直接撞击目标和制导炸弹攻击目标两种攻击方式的仿真计算,发现升力式飞行器直接撞击时虽然能够进行大范围机动,但是攻击目标单一、命中速度低,而制导炸弹攻击时,虽然能够攻击多个目标,命中速度高,但是打击范围小。综合两种方式的优点,对一种组合方式攻击进行仿真计算,发现采用该方式攻击不但能够通过大范围机动对多目标实施打击,而且还能保证较高的命中速度,验证了该组合攻击方式的可行性。

Variable Structure Proportional Navigation for Homing Missile

The purpose of this paper is to design control loop and guidance loop for the homing missile, to prove that the modified variable structure proportional navigation (VSPN) can be used in passive homing guidance system, and to compare the VSPN with the proportional navigation (PN). Angular rate and linear acceleration are fed back to improve the stability and robust of autopilot, VSPN and PN are compared in mathematics simulation of homing missile in attacking tanks and helicopters. The damp and the stability of the missile body are increased. The VSPN cuts down the overload of guidance phase dramatically, makes the ballistic trajectory straighter than PN and leads to smaller missdistance. The VSPN can be used for passive homing guidance system, and is especially suitable for attacking helicopter.

三维空间智能弹药集群协同攻击

为了对山地或海岛的反斜面目标实现智能弹药集群的最大毁伤效果,提出一种基于协同攻击时间约束的滑模变结构导引方法。本文建立三维空间弹目模型及运动关系方程,对智能弹药协同攻击目标过程中的视线角和剩余攻击时间两个变量进行分析,使集群攻击目标能够同时满足脱靶量和时间协同的要求,实现集群的协同饱和攻击。

Passive Homing Missile's Variable Structure Proportional Navigation with Terminal Angular Constraint

使被动寻的导弹在较低的平飞弹道情况下，以较小的俯冲过载和最佳攻击姿态精确命中目标；采用带落角约束的变结构导引律，对弹目距离及距离变化率进行估计，克服被动寻的导弹不能测距的约束，同时使切换开关增益随时间自适应变化以减小俯冲过载；利用某型在研被动寻的导弹的气动参数，对此变结构导引律进行了数学仿真，仿真结果表明，在较低的平飞弹道约束条件下及过载要求范围内，该导引律能以期望落角命中静止与机动的坦克目标，对弹目距离变化率及距离的较大估计误差具有较强的鲁棒性。

基于自适应退步理论的导弹直接力/气动力复合制导研究

主要研究了直接力/气动力复合控制导弹的控制律、操纵律以及导引律,针对非线性不确定控制系统,提出了一种基于自适应退步理论的控制方法;利用模糊控制实现了直/气复合控制;针对三维空间末制导段拦截问题,设计了一种变结构末导引律,从而实现了直/气复合导弹制导系统的完整闭环回路仿真。仿真结果表明,该复合制导方法易于实现,对于高机动目标具有良好的导引精度,显示了该方法的有效性。