飞行器迎面拦截导引仿真

以航母编队防空作战推演为背景,基于仿真方法对其中的航空器迎面拦截问题进行了分析研究。针对目标运动态势,限于非军事因素,要求任务单元能够在目标正前方威慑距离外与目标面对面对峙,从而达到威慑拦截效果,旨在迫使对方后退,最大限度避免火力接触,这一点与导弹击毁式拦截不同。迎面拦截分为两个部分,首先在与目标同方向运动过程中,向目标对称靠近,然后再沿圆弧路径飞行更改航向,达到与目标面对面对峙。论文设计了拦截算法,并通过仿真验证了算法的有效性。

考虑导弹1阶驾驶仪的近似最小加速度峰值导引律

为避免操纵能力受限的导弹在实现大落角约束时出现控制饱和问题,提出一种考虑系统惯性且加速度峰值近似最小的解析形式组合导引律。通过设计切换点以及后段惯性补偿项,该组合导引律由圆弧-直线导引律和带1阶惯性补偿项的多项式导引律组合而成;通过数学推导,证明了切换点必然存在,且组合导引律的加速度峰值出现在切换点;结合前段圆弧-直线导引律对加速度峰值的优化能力,实现了组合导引律的近似最优性。仿真结果表明:组合导引律的加速度在切换点后不再增大,且落角约束得到了满足;与数值最优解的比较进一步验证了该组合导引律的近似最优性。

带落角约束的圆弧末导引律一体化设计

针对某些导弹具有末端落角的作战要求,设计了一种带落角约束的圆弧一体化导引律。首先在二维平面内对圆弧轨迹进行几何分析,得出了任意两点之间都存在给定落角的唯一圆弧轨线。据此推导出圆弧导引的状态方程。然后在小攻角假设的前提下,将导弹在俯仰平面内的运动学模型线性化,并建立俯仰平面内的导弹制导控制的一体化模型。最后将其化为了具有一般形式的含不确定量的级联系统,采用自适应滑模反演的设计方法保证了系统状态的稳定性。仿真结果表明,带落角约束的一体化圆弧末导引律不仅满足高精度的制导要求,同时也能够满足对末端落角的控制要求。

基于直线-圆弧混合导引的无人机自主返航控制技术

应急返航是无人机飞行过程中的一种紧急处置措施,返航初始条件的不确定性对无人机的自主控制能力提出了很高的要求。文中以无人机应急返航的需求为牵引,给出了一种基于Dubins算法的路径在线规划方法,并提出了一种基于直线-圆弧混合引导的复杂路径高精度跟踪控制方法。通过六自由度仿真,验证了路径规划的正确性及轨迹跟踪的精度,并通过蒙特卡洛仿真,进一步验证了本控制方案的逻辑完整性。本方案在工程应用中具有一定的借鉴意义。