大气层外拦截弹中段制导研究 被引量：11

1

作者 刘世勇 吴瑞林 周伯昭 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期156-163,共8页

大气层外拦截弹中制导的终端约束是拦截弹处于零控拦截流形上。针对目标与拦截弹引力加速度差的几种简化模型,推导了相应的零控拦截流形表达式,并进行了定量的精度分析。在此基础上,针对耗尽关机的固体燃料发动机,设计了基于剩余速度增... 大气层外拦截弹中制导的终端约束是拦截弹处于零控拦截流形上。针对目标与拦截弹引力加速度差的几种简化模型,推导了相应的零控拦截流形表达式,并进行了定量的精度分析。在此基础上,针对耗尽关机的固体燃料发动机,设计了基于剩余速度增量的制导律。通过构造虚拟剩余速度增量映射避免了剩余速度增量带来的计算奇异,并提高了制导精度对装药燃速偏差的鲁棒性。仿真表明,采用该制导律推力方向平稳,制导精度与相应的零控拦截流形精度相当且鲁棒性好。 展开更多

关键词 大气层外拦截弹 零控拦截流形 耗尽关机 中段制导

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大气层外拦截器末段轨控发动机开关控制律 被引量：9

2

作者 刘世勇 吴瑞林 周伯昭 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第B10期106-109,共4页

针对处于末段飞行的大气层外拦截器设计了轨控发动机开关控制律。拦截器在飞行过程中轨控推力以持续定常方式或小脉冲方式施加在垂直视线的方向,目标具有一定的机动能力。首先分析了拦截器轨控推力作用下视线转率的变化规律,在此基础上... 针对处于末段飞行的大气层外拦截器设计了轨控发动机开关控制律。拦截器在飞行过程中轨控推力以持续定常方式或小脉冲方式施加在垂直视线的方向,目标具有一定的机动能力。首先分析了拦截器轨控推力作用下视线转率的变化规律,在此基础上,根据脱靶量的要求设计了拦截器轨控发动机开关控制律,其中考虑了目标机动、瞄准点切换以及小脉冲工作方式对视线转率的影响。仿真表明了该控制律理论上的可行性。 展开更多

关键词 大气层外拦截器 末段飞行 视线转率

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大气层外拦截弹基于方位测量的被动测距 被引量：5

3

作者 刘世勇 吴瑞林 周伯昭 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期307-313,共7页

针对测量信息为视线角或视线转率的大气层外拦截弹研究了被动测距问题。依据可观性本质构造了相对距离的可观性指标,推导了可观性指标的解析表达式,在此基础上分析了影响相对距离可观性的因素,并进行了仿真验证。研究表明:接近速度越小... 针对测量信息为视线角或视线转率的大气层外拦截弹研究了被动测距问题。依据可观性本质构造了相对距离的可观性指标,推导了可观性指标的解析表达式,在此基础上分析了影响相对距离可观性的因素,并进行了仿真验证。研究表明:接近速度越小,可观性越好;较大的轨控加速度有利于提高可观性;令正负向轨控发动机交替开启,使视线转率在零值附近振荡有利于测距误差收敛,但以视线角为测量信息时,视线转率振荡范围不宜过小。 展开更多

关键词 大气层外拦截弹 被动测距 可观性

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大气层外拦截弹末段修正能力分析 被引量：4

4

作者 吴启星 刘世勇 张为华 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2007年第4期178-180,184,共4页

基于拦截末段相对运动动力学对大气层外拦截弹末段修正能力进行了分析。研究表明:当装药燃烧时间等于待飞时间时,拦截弹可消除的最大零控脱靶量可用结构加速度、待飞时间与燃料比冲的解析表达式描述,且是三者的单调增函数。若以导数最... 基于拦截末段相对运动动力学对大气层外拦截弹末段修正能力进行了分析。研究表明:当装药燃烧时间等于待飞时间时,拦截弹可消除的最大零控脱靶量可用结构加速度、待飞时间与燃料比冲的解析表达式描述,且是三者的单调增函数。若以导数最大值为影响拦截弹修正能力大小的指标,则待飞时间影响最大,燃料比冲影响最小,结构加速度的影响介于二者之间;当装药燃烧时间小于待飞时间时,拦截弹可消除的最大零控脱靶量不仅与结构加速度、待飞时间和燃料比冲有关,还与发动机可持续燃烧时间有关,可用四者的解析表达式描述。 展开更多

关键词 大气层外拦截弹 修正能力 零控脱靶量

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大气层外拦截自适应模糊滑模制导律研究 被引量：1

5

作者 时建明 王洁 刘少伟 《现代防御技术》 北大核心 2010年第2期65-69,共5页

针对大气层外拦截器拦截不确定性机动目标问题设计三维空间末段导引律。将自适应模糊控制与滑模控制相结合,采用自适应模糊系统在线调节滑模控制的切换增益,实现对目标机动的补偿。仿真计算结果表明,提出的自适应模糊滑模制导律制导精... 针对大气层外拦截器拦截不确定性机动目标问题设计三维空间末段导引律。将自适应模糊控制与滑模控制相结合,采用自适应模糊系统在线调节滑模控制的切换增益,实现对目标机动的补偿。仿真计算结果表明,提出的自适应模糊滑模制导律制导精度高、鲁棒性强,能够成功实现对目标的拦截,并保证了视线角速率的不发散。 展开更多

关键词 大气层外拦截器 制导律 滑模控制 自适应模糊逻辑系统

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大气层外拦截器偏置导引律设计 被引量：2

6

作者 王珂 党琳 《航空兵器》 2013年第5期26-29,共4页

为了实现在拦截末端对目标的观测,针对导引头安装在导弹头部的大气层外拦截器设计了偏置导引律。首先分析了拦截器姿控能力、视线转率和偏置距离之间的关系,然后在考虑弹—目相对距离的估计误差和视线转率测量噪声的条件下,通过预测控... 为了实现在拦截末端对目标的观测,针对导引头安装在导弹头部的大气层外拦截器设计了偏置导引律。首先分析了拦截器姿控能力、视线转率和偏置距离之间的关系,然后在考虑弹—目相对距离的估计误差和视线转率测量噪声的条件下,通过预测控制方法设计了对于视线转率和弹—目相对距离误差鲁棒性强的导引律。仿真结果表明,在视线转率和弹—目相对距离测量不准确的情况下,应用该导引律能够实现偏置观测。 展开更多

关键词 大气层外拦截器 偏置导引律 预测控制 偏置观测

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拦截大气层外机动目标的模糊导引规律 被引量：4

7

作者 田源 王俊波 任章 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期816-820,共5页

针对大气层外机动目标的拦截问题,分析了轨控发动机作用下拦截器与目标的相对运动规律,并据此提出了拦截能力的估计方法.根据轨控发动机能够修正的视线转率上限和最短工作时间设计了开机曲线.结合开机曲线和拦截能力的估算方法提出了基... 针对大气层外机动目标的拦截问题,分析了轨控发动机作用下拦截器与目标的相对运动规律,并据此提出了拦截能力的估计方法.根据轨控发动机能够修正的视线转率上限和最短工作时间设计了开机曲线.结合开机曲线和拦截能力的估算方法提出了基于模糊逻辑的导引规律.该导引规律根据专家经验制定模糊规则,利用相对距离和拦截能力作为模糊推理系统的输入对发动机的开机曲线进行调整,结合继电器方式的发动机开关机规律形成制导指令.针对两种典型的目标机动方式,通过仿真验证了该导引规律对机动目标进行拦截的有效性. 展开更多

关键词 大气层外拦截器 末制导律 机动目标 模糊逻辑

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大气层外末段拦截变结构制导律设计 被引量：2

8

作者 时建明 王洁 刘少伟 《电光与控制》 北大核心 2009年第11期92-97,共6页

研究拦截器大气层外拦截机动目标的末制导律设计问题。由沿空间拦截视线坐标系3个方向的相对运动方程,通过构建李亚普诺夫函数设计出了用于拦截目标存在两个方向不确定性机动的情况下的三维变结构制导律。以可用过载以及燃料消耗为约束... 研究拦截器大气层外拦截机动目标的末制导律设计问题。由沿空间拦截视线坐标系3个方向的相对运动方程,通过构建李亚普诺夫函数设计出了用于拦截目标存在两个方向不确定性机动的情况下的三维变结构制导律。以可用过载以及燃料消耗为约束,通过建立关于脱靶量的性能指标函数,将全局优化粒子群算法应用于拦截制导律优化问题。仿真结果表明,变结构制导律具有较好的制导精度和鲁棒性,通过对制导律参数优化有效减少了脱靶量,应用该方法得到的参数优于传统设计方法中基于经验选取的参数。 展开更多

关键词 大气层外拦截器 末制导 变结构控制 粒子群算法

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大气层外加速拦截导弹自适应滑模制导律

9

作者 花文华 张金鹏 赤丰华 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第12期11-14,共4页

针对大气层外拦截目标时导弹无气动力可用的问题,设计了一种加速导弹自适应滑模制导律,导弹可通过固定的轴向加速度配合相应的姿态变化实现对目标的拦截。定义零效脱靶量作为滑模面进行制导律的推导,制导律确定性控制部分用于消除视线... 针对大气层外拦截目标时导弹无气动力可用的问题,设计了一种加速导弹自适应滑模制导律,导弹可通过固定的轴向加速度配合相应的姿态变化实现对目标的拦截。定义零效脱靶量作为滑模面进行制导律的推导,制导律确定性控制部分用于消除视线旋转的影响,减少脱靶量;而不确定性控制部分自适应外部干扰,如目标机动的影响,保证趋于滑模面的速度和稳定性。所设计的制导律可转化为姿态控制问题,适用于具有姿控装置的大气层外拦截导弹。针对所推导的滑模制导律进行了数字仿真和分析,结果表明,该制导律具有良好的鲁棒性和弹道特性,可实现对目标的有效拦截。 展开更多

关键词 变速导弹 滑模控制 大气层外拦截 自适应控制 姿态控制

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大气层外动能拦截器末段导引规律设计 被引量：15

10

作者 田源 任章 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期474-480,共7页

研究了末制导段轨控发动机开机和关机时拦截器与目标的相对运动规律,给出了零控脱靶量的近似表达式。定量分析了轨控发动机分别处于常值力和脉冲力工作状态时的作用效果,以及影响末制导律对视线转率修正能力的因素,并给出了末制导段发... 研究了末制导段轨控发动机开机和关机时拦截器与目标的相对运动规律,给出了零控脱靶量的近似表达式。定量分析了轨控发动机分别处于常值力和脉冲力工作状态时的作用效果,以及影响末制导律对视线转率修正能力的因素,并给出了末制导段发动机能够修正的初始视线转率上限。结合相对运动规律的特点,基于抑制视线转率的思想设计了末段的导引规律。根据轨控发动机所具有的两种工作状态,将末制导拦截过程分为三个阶段来设计,特别设计了轨控发动机在两种工作状态之间的过渡过程,让拦截器以近似于平行接近的方式拦截目标。通过仿真,证明了该导引规律的有效性。 展开更多

关键词 大气层外动能拦截器 轨控发动机 运动规律 末制导律

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基于模型参考自适应的大气层外杀伤拦截器姿态控制系统设计 被引量：5

11

作者 仲秦 闫杰 +1 位作者 张晓峰 武文斌 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期115-119,共5页

大气层杀伤拦截器制导控制系统采用矢量喷管进行姿态与惯导控制,系统输出的开关特性具有强非线性,同时,姿态角指令进行突变时会相应地带来控制力矩指令突变,要求能够实现对姿态角指令的快速调节,且考虑姿控发动机喷气量。针对上述问题,... 大气层杀伤拦截器制导控制系统采用矢量喷管进行姿态与惯导控制,系统输出的开关特性具有强非线性,同时,姿态角指令进行突变时会相应地带来控制力矩指令突变,要求能够实现对姿态角指令的快速调节,且考虑姿控发动机喷气量。针对上述问题,设计了一种姿态角跟踪控制器,使用带有超前校正的死区迟滞继电控制律进行开关控制,并使用变结构模型参考自适应方法进行连续控制律设计,以提高开关控制器的工作效率,减少工作能耗。仿真结果表明,所设计的方法相较对比方法在快速性和精确性上均有提升,蒙特卡洛仿真结果显示,设计方法拦截精度为0.44 m,较对比拦截方法有较大提升。综上,设计方法能够以更快速的响应、更小的超调实现指令姿态角度的跟踪,且姿控发动机喷气用量有效减少,对工程实践有一定指导作用。 展开更多

关键词 大气层外动能拦截器 姿态控制系统 模型参考自适应 滑模控制

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基于遗传算法的拦截器拦截弹道反设计 被引量：1

12

作者 李新其 李红霞 张大巧 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2015年第1期32-36,共5页

研究大气层外动能拦截器(EKV)拦截弹道的快速规划方法。在分析拦截弹拦截作战任务基础上,分析了陆基拦截弹(GBI)关机点处的位置、速度选择应该服从的主要约束条件;以拦截交会角最小为目标函数,建立了EKV拦截弹道反设计的优化模型,利用... 研究大气层外动能拦截器(EKV)拦截弹道的快速规划方法。在分析拦截弹拦截作战任务基础上,分析了陆基拦截弹(GBI)关机点处的位置、速度选择应该服从的主要约束条件;以拦截交会角最小为目标函数,建立了EKV拦截弹道反设计的优化模型,利用遗传算法和反向积分的方法搜索得到了EKV初始弹道6个弹道参数、3个约束条件的初始拦截弹道参数。仿真结果验证了本研究方法的正确性,亦表明在难以获得拦截弹真实弹道解算所需基础数据的情况下,采用本方法的工程反设计方法规划的EKV拦截弹道可在一定程度上接近真实弹道,能够满足导弹突防对抗仿真需要。 展开更多

关键词 陆基拦截弹 大气层外动能拦截器 拦截弹道 反设计 遗传算法

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基于视线角信息的被动跟踪问题研究与仿真 被引量：1

13

作者 田源 任章 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第20期6589-6592,6596,共5页

针对大气层外拦截器使用红外导引头对目标进行被动跟踪的问题,在修正球坐标系下建立了仅有视线角测量信息的非线性滤波方程组,根据轨控发动机的工作状态分阶段设计了拦截器的导引规律,兼顾制导精度与滤波系统的可观测性要求,结合无迹卡... 针对大气层外拦截器使用红外导引头对目标进行被动跟踪的问题,在修正球坐标系下建立了仅有视线角测量信息的非线性滤波方程组,根据轨控发动机的工作状态分阶段设计了拦截器的导引规律,兼顾制导精度与滤波系统的可观测性要求,结合无迹卡尔曼滤波算法估计精度高和易于计算的特点实现了对目标的跟踪与制导信息的估计。以动能拦截器拦截处于自由段飞行的弹道导弹弹头为背景构造了计算机仿真试验,试验结果表明算法的跟踪效果和稳定性较好,拦截精度较高。 展开更多

关键词 大气层外拦截器 被动跟踪 修正球坐标系 无迹卡尔曼滤波 导引规律 计算机仿真

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滑模干扰观测器的反机动目标末制导律设计

14

作者 时建明 王洁 +1 位作者 冯刚 刘少伟 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2016年第6期23-27,共5页

针对大气层外拦截器拦截机动目标的末段制导问题,提出基于滑模干扰观测器的滑模制导律设计方法。建立基于视线的拦截器-目标相对运动方程,采用滑模控制理论,设计使纵向平面和侧向平面内的视线角速率趋于零的制导律。通过超扭曲滑模干扰... 针对大气层外拦截器拦截机动目标的末段制导问题,提出基于滑模干扰观测器的滑模制导律设计方法。建立基于视线的拦截器-目标相对运动方程,采用滑模控制理论,设计使纵向平面和侧向平面内的视线角速率趋于零的制导律。通过超扭曲滑模干扰观测器,估计目标机动,从而补偿制导系统中的不确定项,并避免滑模切换控制的抖动问题。反机动目标末制导仿真结果表明,所研究的滑模制导方法具有满意的制导精度和鲁棒性。 展开更多

关键词 大气层外拦截器 末制导 超扭曲滑模算法 干扰观测器

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提高零控脱靶量预测精度的一种方法

15

作者 姬晓琴 崔鑫水 《空间控制技术与应用》 2012年第2期24-29,共6页

对于大气层外拦截问题中以零控脱靶量(ZEM—zero effort miss)作为指标的预测制导方法,其ZEM的预测精度直接影响到最终的拦截任务.在线性化平方反比引力模型下,给出了基于目标轨道坐标系的ZEM预测算法,导出ZEM发生条件,并提出一种提高ZE... 对于大气层外拦截问题中以零控脱靶量(ZEM—zero effort miss)作为指标的预测制导方法,其ZEM的预测精度直接影响到最终的拦截任务.在线性化平方反比引力模型下,给出了基于目标轨道坐标系的ZEM预测算法,导出ZEM发生条件,并提出一种提高ZEM预测精度的方法,即通过初值轨道角速率的选取可明显改善算法的预测精度.同时将该算法与地心赤道惯性坐标系下的ZEM预测算法进行了比较研究,数学仿真结果表明该预测算法精度较高,具有一定的工程应用价值. 展开更多

关键词 大气层外拦截 零控脱靶量 ZEM预测算法 相对运动 目标轨道坐标系

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突防弹与EKV对抗数字仿真系统设计与实现 被引量：1

16

作者 王黎光 景占荣 王玲玲 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2583-2586,共4页

为更好进行机动突防及拦截仿真研究,设计了一个弹道导弹与大气层外动能拦截器(EKV)攻防对抗的数字仿真系统。在统一的空间与时间中,建立了弹道导弹的飞行状态模型、拦截导引模型、剩余飞行时间估计、脱靶量计算等系统算法模块,并对目标... 为更好进行机动突防及拦截仿真研究,设计了一个弹道导弹与大气层外动能拦截器(EKV)攻防对抗的数字仿真系统。在统一的空间与时间中,建立了弹道导弹的飞行状态模型、拦截导引模型、剩余飞行时间估计、脱靶量计算等系统算法模块,并对目标机动突防、比例与最优导引拦截等想定进行数字仿真。结果表明:该系统可在多种对抗环境下检测攻防性能,采用模块化设计便于算法升级或想定变换,为拦截、规避性能评估,攻防对抗策略研究等提供性能测试平台。 展开更多

关键词 导弹制导与控制 导弹拦截 导弹机动 大气层外动能拦截器 仿真

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