考虑导引头耦合作用的带落角约束制导律设计

针对制导火箭弹弹体与导引头之间的动力学耦合等问题,提出了一种带落角约束的制导律设计方法。首先,考虑到飞行过程中导引头和弹体之间的耦合作用,建立了方位俯仰捷联式导引头的二自由度数学模型以及制导火箭弹的六自由度数学模型,然后,考虑到实际工程应用中导引头与弹体之间的动力学耦合因素,将导引头框架偏转角作为制导信息,设计了一种带落角约束的制导律,实现最大毁伤效果。最后,通过仿真分析验证了所设计的带落角约束制导律能够在保证落角精度的同时降低脱靶量。

带落点和落角约束的最优末制导律研究

为了研究带有落角约束的最优末制导律,利用拉格朗日法,构造带有落点和落角约束的导弹运动方程,研究了制导系统中的动力学滞后对脱靶量和落角误差的影响.指出高阶动力学滞后的时间常数是影响误差的主要因素,而系统阶数对误差收敛时间的影响较小.研究结果表明,增加末导时间可以减小导弹的脱靶量和落角误差,并给出满足脱靶量和落角误差要求所需要的最少末导时间与时间常数的关系.

基于落角和时间约束的巡飞弹末端协同打击策略

为解决集群巡飞弹末制导阶段协同定向打击问题,提出了一种具有落角约束的巡飞弹末端协同打击策略。基于小偏差方法,推导了一种具有落角约束的偏置比例制导律,以解决纵向平面定向打击问题。结合所提制导方案,推导了综合考虑比例控制项和角度控制项剩余时间估计方法。在侧向平面内,设计了一种具有时变系数且不存在除零奇异问题的时间控制偏置项,以解决时间控制问题。此外,以剩余时间为协调变量,利用双层协同架构来解决多枚巡飞弹协同定向打击问题。仿真结果验证了该协同制导策略良好的落角控制和协同打击性能。

带落角和末端攻角约束的最优末制导律

针对现代导弹武器多约束、高精度制导的基本要求,在综合考虑带落角和末端攻角约束的条件下,用二次型最优控制推导出一种新的最优末制导律。仿真结果表明,该末制导律既能够满足高精度制导的要求,同时也能够满足对落角和末端攻角的控制要求。

不同制导信息带落角约束末制导律设计

对地制导武器在命中目标时,不仅希望得到最小的脱靶量,还希望命中目标时弹体姿态最佳,从而使战斗部能够充分发挥其作战效能,取得最佳毁伤效果,这就对导引任务的实现增加了终端角度约束。然而传统的导引方法并不能满足这一需求,所以带落角约束的制导律研究就显得尤为重要。本文根据反辐射制导武器导引头特点,在不同的制导信息下,引入了两种具有终端角度约束的导引律,并给出了详细的推导。最后通过仿真对这两种导引律的制导性能和适用条件进行了比较。仿真结果表明,以角度为制导信息的角度反馈型制导律具有计算量小,容易实现等优点,且在引入导引头测角误差后,对导引头的测角误差具有较大的鲁棒性。

基于强化学习的带落角约束的制导律研究

针对以特定角度攻击面目标的制导律设计问题,采用深度确定性策略梯度算法构建强化学习制导律模型,设计了模型状态、奖励规则及制导环境。通过设定不同的初始条件和攻击角度,训练强化学习制导律模型,获得了稳定的制导律。强化学习制导律能够使导弹以设定的落角命中固定目标,以较小的落角误差命中低速运动面目标。仿真结果表明,与带落角约束的最优制导律相比,带落角约束的强化学习制导律的约束角度收敛速度更快,加速度变化更加平滑,制导末时刻的加速度值更小,适应战场环境的能力更强。

带落角约束的大机动目标末制导律研究

针对制导律要同时满足脱靶量和落角约束的要求,引入滑模变结构控制方法。由于变结构控制中存在切换函数和趋近律函数,存在开关函数的抖动问题。模糊逻辑控制具有较强的非线性逼近能力,利用模糊逻辑消除变结构控制中的开关项增益引起的抖动问题,给出带落角约束的模糊变结构末制导律,并通过仿真分析,验证制导律的正确性,末端制导的脱靶量和落角约束两个问题同时得到解决;得出不同的趋近律系数、角误差系数下的制导律特性曲线。将BP神经网络应用到针对大机动目标时模糊变结构制导律中,可解决落角约束的优化问题,保证模糊变结构末制导律能够满足约束条件并较好跟踪大机动目标。仿真结果表明,优化后的末制导律在性能上有明显提升。

带落角约束的空地导弹滑模末制导律研究

在空地导弹末制导的过程中,为了提高空地导弹的命中精度,追求最佳的打击效果。设计了一种以零化弹-目视线角速率,及终端视线角与期望视线角之差为切换面的带落角约束的空地导弹滑模末制导律。针对空地导弹滑模末制导律的抖振问题,应用径向基函数(RBF)神经网络自适应调整符号项增益的方法来削弱抖振。仿真结果表明该滑模末制导律能够以期望的落角命中目标,且具有良好的制导精度。

带落角约束的有限时间收敛末制导律研究

针对导弹末制导过程中的终端落角约束的问题,基于滑模控制和有限时间控制理论,设计了一种有限时间收敛末制导律。利用终端滑模控制中滑模面上的跟踪误差能够有限时间收敛到0的特点,选取终端滑模面,引入落角约束项,采用有限时间稳定性理论对导引律的有限时间收敛特性进行了证明,并给出了收敛时间的数学表达式。将该末制导律与其他2种带落角约束的导引律进行了对比仿真。结果表明,利用该制导律,制导武器能以更高的命中精度和更小的落角偏差命中目标。

带落角和时间约束的网络化导弹协同制导律

对网络化导弹的协同攻击问题进行了带命中落角约束和攻击时间约束的协同偏置比例导引律研究。对单枚导弹给出了带命中落角约束的偏置比例导引律,并推导出了对应的导弹剩余攻击时间的估算表达式。针对网络化导弹系统,根据各导弹的剩余攻击时间之差对偏置比例导引律中的比例系数进行调节,设计得到了同时满足命中落角和攻击时间约束的协同偏置比例导引律,进一步从理论上证明了该导引律能够使多枚导弹的攻击时间趋于一致。网络化导弹制导系统数学仿真实验结果表明,协同偏置比例导引律及剩余攻击时间估算方法是有效和正确的。

带落角约束的滑模变结构制导律研究

针对某些制导武器命中目标时的落角指标要求,设计了带落角约束的制导律。基于变结构理论和Lyapunov稳定性理论推导了一种末端带落角约束的滑模变结构制导律,并证明了其稳定性;然后,将该制导律和优化的姿态角约束比例导引律进行了数字仿真比较。结果表明,在攻击地面固定目标时,带落角约束的滑模变结构制导律在保证命中目标的同时满足期望的落角,验证了其制导效果。

具有落角约束的弹道导弹再入末制导律设计

针对弹道导弹再入段带有终端落角约束的末制导问题,本文基于最新发展起来的模型预测静态规划技术,设计一种既可以精确地打击地面目标、又可以满足终端碰撞角要求的非线性次优制导律.本文针对弹道导弹打击地面静止目标和机动目标等飞行场景进行了数值仿真,仿真结果表明:采用该制导律可以使在整个再入飞行场景中控制能量较小.与其他具有落角约束的制导律相比,该制导律并没有对非线性运动模型采用线性化的假设,且其计算复杂性明显低于基于最优控制的终端角约束制导律.

带有落角约束的间接Gauss伪谱最优制导律

针对带有落角约束的末制导问题,提出了一种基于极小值原理和Gauss伪谱法的最优制导律。以期望落角方向为坐标轴定义了落角坐标系,并在其中建立了线性化的导引运动关系方程。将控制系统简化为1阶惯性环节,利用极小值原理得到正则方程,然后引入Gauss伪谱法进行离散,将其转化为代数方程,结合边界条件,推导出最优制导律的解析表达式,无需任何积分过程,避免了求解黎卡提微分方程。仿真结果表明,所提出的算法运算量小,计算效率高,同时也能方便地求解出复杂加权矩阵下的最优制导律,能够在满足落角约束的条件下更快地收敛到落角参考线,并且具有更小的末端需用过载。

一种考虑视场角约束的自适应偏置比例末制导律设计

以具有终端落角和侧窗探测范围约束的机动再入飞行器为研究对象,通过设计末制导律来实现飞行器捕获目标后定向打击的目标。针对机动再入飞行器侧窗探测带来的部分探测域缺失问题,首先建立目标的相对运动关系模型,然后建立一种广义偏置比例导引律,解决了末攻击段导引头视场稳定跟踪问题,在此基础上,设计一种自适应比例系数优化方法,有效提高了飞行器末攻击段的制导精度。最后,通过数值仿真研究表明,该制导方案能够有效解决有限视场约束问题并控制飞行器终端落角范围,具有较高的制导精度。

带落角约束与控制约束的纵向制导律

攻击地面目标的飞行器需以一定的落角击中目标,且攻击过程中控制量应满足约束条件的限制。针对该问题提出了一种带落角约束与控制约束的纵向制导律。基于非线性的飞行器质心运动模型,通过坐标变换得到用于制导律设计的线性模型,将带落角约束与控制约束的制导问题转化为存在控制饱和的线性定常系统的镇定问题。利用参量李雅普诺夫方程方法对该线性定常系统设计低增益状态反馈律,通过推导得到带落角约束和控制约束的纵向制导律,并给出制导律参数的在线整定方法,保证视线角在给定时间内收敛至期望落角,且飞行过程中的控制量满足约束条件。仿真结果表明,提出的制导律能够适应多种飞行任务,且具有良好的工程适用性。

卫星制导炸弹带落角约束最优末制导律设计

针对卫星制导炸弹高度测量误差较大的缺点,利用最优控制理论设计了一种带落角约束的最优末制导律。为满足快速解算的需求,基于遗传算法优化得到次最优末制导律,使制导炸弹以陡峭的弹道攻击目标,消除高度误差对制导精度的影响。仿真结果表明:炸弹着地时弹道倾角接近-90°,法向需用过载远小于可用过载,具有良好的毁伤效果,末制导律制导精度高,鲁棒性强。

带落角和落点约束的空地导弹最优制导律设计

为了提高武器战斗部的毁伤效果,研究了一种带有落角和落点约束的空地导弹近垂直俯冲攻击最优制导律。首先,在二维平面内建立了弹目相对运动关系模型和导弹制导线性化模型。其次,结合Schwartz不等式,推导了带落角和落点约束的最优制导控制律。然后,在小角度假设的前提下,将所设计的最优制导律描述为便于工程应用的弹道成形制导律。最后,进行了仿真验证,结果表明,采用所设计的最优制导律,在满足脱靶量近似为零的前提下,终端落角可达到-90°,实现了近垂直俯冲攻击。

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。

带落角约束的反舰导弹变结构中制导律研究

基于虚拟目标的概念，提出了一种带落角约束的变结构中制导律。反舰导弹从各种不同的高度进行发射，在该中制导律的控制下均能成功地实现大空域变轨弹道。在大空域飞行中，反舰导弹的法向过载也比较。最后进行了大空域变轨弹道的仿真，仿真结果证明了所提出的变结构中制导律的有效性。

带落角和导引头视角约束的制导律设计

针对导弹实现终端大落角对目标进行攻顶的需求,通过带落角约束的最优制导律来控制终端落角,此过程中可能会出现目标超出导引头视场的现象,所以设计了一种带修正项的制导律。该方法是在最优制导律的基础上引入一个修正项,当导引头视角超出设定阈值时开启修正项,使目标始终处于视场之内;当视角小于阈值时关闭修正项以发挥原制导律的优势。该制导律既保留了原来最优制导律的高落角特性,又有效地处理了导引头视角的问题。仿真结果表明:通过该方法实现带落角和导引头约束的导引是可行的。