带落角约束的导弹滑模制导控制一体化设计

为了提高导弹的制导精度和毁伤效果,研究了带有落角约束的空地导弹制导控制一体化设计问题。在俯仰平面内,将弹—目相对运动方程和导弹力学方程相结合,建立了导弹一体化模型。在此基础上,采用反演递推方法,设计了带有落角约束的导弹自适应滑模制导控制一体化算法,并对其进行了稳定性分析。针对所设计的控制律,在不同的机动目标下进行了仿真和对比分析。结果表明,导弹的脱靶量均小于1m,落角接近-90°,满足制导精度和末端落角约束条件。     

空空导弹制导跟踪控制器设计及其仿真

空空导弹的制导跟踪特性直接影响到导弹对目标的攻击精度;针对空空导弹控制系统的高度非线性、强耦合等特性,运用非线性控制的逆系统方法设计导弹制导稳定跟踪器,并在建立导弹质心运动数学模型和仿真的基础上,对比施加干扰和未施加干扰情况下的数值仿真结果;仿真结果表明,系统收敛速度满足要求,且具有一定的抗干扰能力,能保持稳定跟踪。     

一种高空拦截导弹的自适应滑模制导律设计

针对使用传统的制导律拦截高空高速机动目标效果不佳的问题,提出了自适应滑模制导律;首先给出了比例导引律的具体算法,然后采用变结构控制理论,结合时变系统的特点,应用滑模自适应趋近律的概念,设计了导弹的自适应滑模制导律,并对其进行光滑处理,削弱了绕滑模的抖动;通过具体的仿真实例,表明了该制导律有更优良的弹道性能和鲁棒性,所需的控制能量更少,脱靶量更小,制导精度更高,相比传统的比例导引律,具有更强的实用性和有效性。     

空地电视制导导弹武器系统精度和性能研究

针对综合电子战防区外空地电视遥控指令制导导弹武器系统,建立了载机空间运动、导弹制导飞行、目标的探测与识别和地面有源干扰站、云层、烟幕对空地电视遥控指令制导导弹的干扰模型和作战效能评估模型;对空地电视遥控指令制导导弹武器系统精度和效能进行了仿真分析。结果可用于空地电视遥控指令制导导弹武器系统的精度分析和性能评估,对电视遥控制导导弹的设计研制和作战使用都具有重要意义。     

基于伪谱法的多导弹协同攻击研究

多导弹协同攻击是未来导弹技术发展的重要方向之一。研究了多导弹协同攻击问题。首先建立了导弹与目标的相对运动方程,然后对多导弹协同攻击问题以及hp-自适应伪谱法求解最优控制问题的基本原理进行了描述;将hp-自适应伪谱法应用到多导弹协同攻击的研究中,设计了一种基于伪谱法的多导弹协同攻击制导策略,并通过仿真算例对其进行了验证和分析。仿真结果表明：设计的多导弹协同攻击制导策略能够同时兼顾时间约束和角度约束,实现对固定目标的多导弹协同饱和攻击,具有一定的应用价值。     

基于MGEKF的反辐射无人机末制导律设计

针对反辐射无人机攻击空中机动目标的特点,提出了一种利用MGEKF滤波算法估计无人机-目标接近速度信息的变结构导引律;该导引律利用变结构控制的干扰不变性特性,将目标机动看成是未知的有界干扰,实现了目标有界机动条件下视线角速度的零化;同时针对无人机和目标的接近速度信息不能直接测量的特点,对典型的目标运动模式进行运动状态估计;最后在无人机非线性六自由度仿真模型上仿真证明,其末制导精度优于传统广义比例导引律,且具有较好的工程应用前景。     

具有终端角度约束的自主水下航行器鲁棒制导律

针对具有末端角度约束的自主水下航行器(Automatic Underwater Vehicle,AUV)的制导问题,提出一种变结构导引方法。综合考虑自主航行器与目标的交会几何关系,采用近似零化视线角速度和随距离接近末端角度快速收敛向约束要求的准则,设计滑模控制器,实现对视线角速度和末端角度的控制。仿真证明了设计的制导算法可以实现水下自主航行器在具有末端角度约束条件下与目标的高精度交会,系统对目标机动具有较好的鲁棒性。      

一种矢量水听器基阵模拟器的设计

矢量水听器的每个阵元同时测量声场中声矢量和质点振速的3个分量,相对于声压水听器阵来说,矢量阵获取声场中更多的信息。利用矢量阵所获得速度场的信息可以去除目标方位估计中的 180°模糊。模拟器可以模拟实际海洋环境中目标的辐射特性和噪声特性,应用模拟器可以有效地缩短声纳的研制周期。本文提出一种矢量水听器基阵模拟器的设计方案,该方案解决了矢量阵中宽带信号的90°移相问题、时延精确控制问题和宽带噪声的谱状控制问题。     

激光驾束制导光场信息的模拟技术

研制了激光驾束制导信息场模拟装置,该装置利用单片机控制多路开关,按光场指令时序的要求,输出不同的频率编码,并驱动模拟光源,从而模拟激光光场中不同点的光频信息.试验结果显示,光场信息模拟输出稳定,可以满足激光驾束制导导弹研究、生产和试验中的检测使用要求.     

激光驾束制导仪中调制盘的设计

介绍了激光驾束制导仪中调制盘的空间编码原理,阐述了调制盘的设计过程,采用单调制盘来缩小驾束制导仪的体积和重量。考虑到制导仪器实际工作的各种因素,设计了调制盘内、外码道的宽度,起止位置和5种频率值。给出了调制盘确定偏航信息的原理,表征导弹位置信息的调制系数和频率的计算方法。针对调制盘两场交接处的误码问题,提出了变角度设计方法,将各频率沿径向方向旋转45°,从而保证了5 ms的场周期,提高了制导精度。     

Optimal guidance law design for impact with terminal angle of attack constraint

According to the requirements of the precision guidance of air-to-surface weapons with multiple constraints, a new optimal guidance law applying to attack the ground stationary target is designed. On the basis of dividing the 3D movement of the weapon into the movements of diving plane and turning plane, the relative motion of weapon-target is established first. Considering the conditions of miss distance, impact angle and terminal angle of attack, the general formulation of a new guidance law with an arbitrary system order is deduced by solving the Riccati equation of the quadratic optimal control. The approximate expressions of lag free system and first-order lag system are given. The validity of the optimal guidance law is verified by the comparable simulations of the characteristic trajectory. The simulation results shows that the optimal guidance laws satisfy the precision guidance with impact angle constraint as well as the angle of attack converges to zero at final time, which is important for warhead effect.     

基于弹道的紫外告警系统探测方位角及规避时间仿真分析

提出基于比例导引规律的弹道三维仿真方法,利用弹道仿真法计算了紫外告警系统的探测方位角以及规避时间,分析了来袭导弹距离、威胁方向对探测方位角的和规避时间的影响。结果表明:当导弹在一定距离外,探测方位角随导弹距离的减小而增大、随威胁方向的增大先增大后减小,并且飞机以某威胁方向飞行时,告警系统对某距离范围内的导弹探测方位角几乎没有变化,规避时间随威胁方向的增大而减小。     

低轨道量子卫星通信星上交换算法及仿真

量子卫星通信能够解决量子移动通信在航海、航空领域中对于远距离和大范围的需求,而星上交换是量子卫星通信的关键技术之一.本文以低轨道量子卫星通信星上交换为研究对象,提出了一种新的星上交换算法—终端测距法.利用该算法测得终端到相邻小区中心的距离,并将测得的数据上传给当前服务卫星系统,再由卫星系统通过比较距离大小决定终端是否切换.数学分析和仿真结果表明,该算法可靠性高、操作方便,能够在各卫星之间实现平稳切换.     

低轨道量子卫星通信星上交换算法及仿真

量子卫星通信能够解决量子移动通信在航海、航空领域中对于远距离和大范围的需求,而星上交换是量子卫星通信的关键技术之一.本文以低轨道量子卫星通信星上交换为研究对象,提出了一种新的星上交换算法——终端测距法.利用该算法测得终端到相邻小区中心的距离,并将测得的数据上传给当前服务卫星系统,再由卫星系统通过比较距离大小决定终端是否切换.数学分析和仿真结果表明,该算法可靠性高、操作方便,能够在各卫星之间实现平稳切换.     

激光驾束制导仪制导过程中信息场参数测量方法研究

传统信息场参数测量方式只能测量制导始端和末端的信息场参数,无法测量制导过程中信息场参数,不能全面对制导过程中制导仪性能进行准确评估.为解决传统测量方式存在的问题,采用大口径变焦平行光管与精密光栅尺测控技术实现信息场的制导距离测量,通过专用光纤靶标与PIN阵列探测器接收信息场,根据已建立的数学模型对信号处理,从而得到制导过程中信息场参数.实践验证测量系统的指令测试精度达到0.01单位指令,照度测量精度为5%,光轴一致性精度为4.89".     

基于区域霍夫变换的机弹分离初始信息提取研究

为提供机弹分离数值仿真的精准初始物理信息，提出了基于区域霍夫变换的导弹物理信息提取方案，利用高速摄像机提取视频帧中导弹弹身与弹尾处的标识圆圆心位置，并通过坐标变换计算出导弹的物理信息。在帧处理上，利用帧前后时间间隔短、速度矢量变化可以忽略的特点，提出基于区域霍夫变换的圆搜索算法。该算法针对实际中运动矢量在搜索窗口具有偏置而非均匀分布的特性，对搜索框进行固定移位，预测区域与实际区域的中心误差不超过5%，且耗时较传统算法减少41.6%以上，计算结果与实际结果平均误差不超过2.39%，同时还具有复杂背景的适应能力，满足方案时效性与精度需求。