考虑终端碰撞角约束的协同最优预测制导律

1

作者 陈维义 何凡 +1 位作者 王哲 董理 《火力与指挥控制》 北大核心 2025年第1期95-103,112,共10页

针对防御导弹在机动能力和速度等方面不具有优势的情况,基于我方目标和防御导弹之间的协同,设计了一种用于拦截来袭寻的导弹的满足终端碰撞角约束的协同最优预测制导律。基于线性化假设,构建了线性化运动模型,并考虑终端脱靶量、终端碰... 针对防御导弹在机动能力和速度等方面不具有优势的情况,基于我方目标和防御导弹之间的协同,设计了一种用于拦截来袭寻的导弹的满足终端碰撞角约束的协同最优预测制导律。基于线性化假设,构建了线性化运动模型,并考虑终端脱靶量、终端碰撞角和能量消耗等因素构建了最优制导问题;通过定义零控脱靶量对状态方程降阶,得到了简化后的最优制导问题;基于变分法求解出了COPGL-CTIA的制导指令。通过数值仿真验证了COPGL-CTIA的制导性能。仿真结果表明,相比于其他制导律,COPGL-CTIA能够降低防御导弹所需过载、提高拦截精度和实现终端碰撞角约束。 展开更多

关键词 协同制导 最优制导 预测制导 终端碰撞角约束

在线阅读 下载PDF 职称材料

带碰撞角约束的三维有限时间滑模制导律 被引量：5

2

作者 赵曜 李璞 +2 位作者 刘娟 陈喆 刘向东 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期273-279,共7页

针对导弹对地面静止目标的打击问题,提出了一种三维有限时间滑模制导律。利用Lyapunov方法证明了该制导律能够控制导弹以期望的纵向和侧向碰撞角对目标进行精确打击。该方法具有以下4点优势:无需对系统模型作解耦或线性化处理,可以同时... 针对导弹对地面静止目标的打击问题,提出了一种三维有限时间滑模制导律。利用Lyapunov方法证明了该制导律能够控制导弹以期望的纵向和侧向碰撞角对目标进行精确打击。该方法具有以下4点优势:无需对系统模型作解耦或线性化处理,可以同时对纵向和侧向碰撞角进行约束,可以得到解析的制导指令,闭环系统对外部扰动和参数不确定性具有不敏感特性。仿真结果验证了该制导方法能够保证较高的终端精度和较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 制导 碰撞角约束 滑模控制 非线性 鲁棒性

在线阅读 下载PDF 职称材料

带碰撞角约束的最优多项式制导律 被引量：3

3

作者 赵曜 杨书波 +2 位作者 莫锦鹤 韩英宏 刘向东 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期637-640,646,共5页

针对导弹对地面静止目标的打击问题,基于非线性导弹运动学模型提出了一种二维多项式制导律.该制导律不仅能保证导弹以期望的碰撞角命中目标,而且能使特定的价值函数最小化.此外,制导律作用下系统状态的解析解可以求解得到,从而实现了对... 针对导弹对地面静止目标的打击问题,基于非线性导弹运动学模型提出了一种二维多项式制导律.该制导律不仅能保证导弹以期望的碰撞角命中目标,而且能使特定的价值函数最小化.此外,制导律作用下系统状态的解析解可以求解得到,从而实现了对制导系统状态的定量分析.数值仿真验证了所提制导律的有效性. 展开更多

关键词 制导 碰撞角约束 最优控制 多项式

在线阅读 下载PDF 职称材料

带有碰撞角约束的三维纯比例导引律研究 被引量：11

4

作者 李朝旭 郭军 李雪松 《电光与控制》 北大核心 2009年第5期9-12,共4页

为提高制导武器在目标区域的生存能力,增大对目标的杀伤威力,以及实际战术应用的需要,需要武器按期望的方位角、俯冲角对目标实施攻击,因此提出了带有碰撞角约束的导引问题。针对此问题,借鉴TV-BPN的基本思想,在三维空间中重新设计偏置... 为提高制导武器在目标区域的生存能力,增大对目标的杀伤威力,以及实际战术应用的需要,需要武器按期望的方位角、俯冲角对目标实施攻击,因此提出了带有碰撞角约束的导引问题。针对此问题,借鉴TV-BPN的基本思想,在三维空间中重新设计偏置项,来同时约束俯仰与偏航碰撞角,提出了带有碰撞角约束的三维纯比例导引律(3DPPNGL/IAC)。并对3DPPNGL/IAC下的理想弹道进行了数字仿真,结果证明,在能捕捉到目标的同时,也能够对碰撞俯仰角、偏航角同时进行控制。 展开更多

关键词 制导武器 制导律 三维空间 纯比例导引 碰撞角约束 偏置比例导引

在线阅读 下载PDF 职称材料

具有碰撞角度约束的微分对策制导律 被引量：3

5

作者 花文华 陈兴林 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期309-315,共7页

为改善拦截导弹战斗部毁伤威力,针对其碰撞角度约束问题进行了研究。采用终端投影变换进行系统降阶,并基于线性二次型性能指标,推导了一种考虑碰撞角度约束的微分对策制导律。对其制导增益、鞍点解的存在条件和理想拦截性能进行了研究... 为改善拦截导弹战斗部毁伤威力,针对其碰撞角度约束问题进行了研究。采用终端投影变换进行系统降阶,并基于线性二次型性能指标,推导了一种考虑碰撞角度约束的微分对策制导律。对其制导增益、鞍点解的存在条件和理想拦截性能进行了研究。制导律的推导基于最坏目标机动情形,不受限于具体的目标机动形式,尤其适用于目标机动无法预测的拦截情形。非线性系统仿真表明当拦截导弹具有足够的机动性能时,即使目标机动或存在一定的指向误差,该制导律的脱靶量和碰撞角误差仍约为0。 展开更多

关键词 制导律 微分对策 碰撞角约束 终端投影变换

在线阅读 下载PDF 职称材料

碰撞角约束最优导引律关键问题的研究

6

作者 徐兴元 廖志忠 潘晓东 《电光与控制》 北大核心 2015年第6期27-30,80,共5页

导弹的初始发射角度、剩余飞行时间估计精度对制导性能有较大的影响。以具有落角约束的空地导弹最优导引律为基础,研究了对于特定的落角如何选择初始发射角度,从而避免制导指令被限幅,并给出了关于初始发射角度和终端碰撞角度的成功打... 导弹的初始发射角度、剩余飞行时间估计精度对制导性能有较大的影响。以具有落角约束的空地导弹最优导引律为基础,研究了对于特定的落角如何选择初始发射角度,从而避免制导指令被限幅,并给出了关于初始发射角度和终端碰撞角度的成功打击区域。另外,具有角度约束的最优导引律弹道往往非常弯曲,利用传统的剩余飞行时间估计方法会造成较大的估计误差。本文提出了两种剩余飞行时间估计方法,可以有效克服传统方法的不足。仿真结果证明了所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 空面导弹 最优导引律 碰撞角约束 初始发射角度 剩余飞行时间 指令饱和

在线阅读 下载PDF 职称材料

纯比例导引律解析解与三维碰撞角约束制导 被引量：7

7

作者 廖选平 黎克波 +1 位作者 刘远贺 陈磊 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期42-50,共9页

为提高空地导弹碰撞角约束制导的精度和鲁棒性,增强其对防空系统的突防能力和对目标的打击效果,基于纯比例导引律(pure proportional navigation,PPN)拦截固定目标的解析解,提出了一种新的三维碰撞角约束制导律(three-dimensional PPN-b... 为提高空地导弹碰撞角约束制导的精度和鲁棒性,增强其对防空系统的突防能力和对目标的打击效果,基于纯比例导引律(pure proportional navigation,PPN)拦截固定目标的解析解,提出了一种新的三维碰撞角约束制导律(three-dimensional PPN-based impact-angle-control guidance law,3D-PPNIACG)。首先,基于PPN拦截固定目标解析解,分析了基于PPN的二维碰撞角约束制导律(two-dimensional PPN-based impact angle constraint guidance law,2D-PPNIACG)的拦截制导性能,包括最大过载、能量消耗与捕获区域。其次,基于2D-PPNIACG和三维拦截制导的垂直分解方法,结合对空间几何关系的深入分析,提出了控制铅垂面内落角和水平面内碰撞角的三维碰撞角约束制导律(3D-PPNIACG),并对该制导律的实用性和鲁棒性进行了充分讨论。最后通过数值仿真,验证了3D-PPNIACG在碰撞角约束制导中的有效性和鲁棒性。研究和仿真结果表明,所提出的3D-PPNIACG结构简单、易于实现、鲁棒性好,在考虑测量误差、动力学响应延迟等现实因素的情况下,可有效实现水平面内的碰撞角约束制导和铅垂面内的落角约束制导,具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 导弹制导 纯比例导引 固定目标 解析解 三维碰撞角约束制导

在线阅读 下载PDF 职称材料

任意时间收敛碰撞角约束制导律设计 被引量：3

8

作者 刘远贺 谢年好 +1 位作者 欧阳海 黎克波 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2022年第6期34-39,共6页

针对碰撞角约束制导问题,基于纯比例导引律和任意时间收敛控制方法,设计了任意时间收敛碰撞角约束制导律。首先,推导了基于纯比例导引律的碰撞角误差动力学方程。然后,引入任意时间收敛控制方法,设计了可使碰撞角误差在任意设定的时间... 针对碰撞角约束制导问题,基于纯比例导引律和任意时间收敛控制方法,设计了任意时间收敛碰撞角约束制导律。首先,推导了基于纯比例导引律的碰撞角误差动力学方程。然后,引入任意时间收敛控制方法,设计了可使碰撞角误差在任意设定的时间段内收敛的碰撞角约束制导律。最后,通过数值仿真算例,对任意时间收敛碰撞角约束制导律的制导性能进行了仿真验证,并与基于最优误差动力学的碰撞角约束制导律进行了对比分析,结果表明,期望碰撞角越大,导弹制导加速度变化越平缓,导弹能量消耗越少,并在该制导律的导引下,导弹能实现以期望收敛时间和终端碰撞角约束的攻击任务。 展开更多

关键词 制导律 纯比例导引 任意时间收敛 碰撞角约束 固定目标 导弹

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑终端多约束条件的多项式最优制导律 被引量：1

9

作者 周昶丰 范世鹏 《弹箭与制导学报》 北大核心 2024年第2期97-104,共8页

针对考虑终端脱靶量、碰撞角和加速度多约束的精确制导问题,提出了一种可解析求解的多项式最优制导律。将视场角正切值设定为弹目距离的多项式函数形式,将终端多约束条件转化为多项式系数的代数关系式,并引入优化思想,得到弹目距离加权... 针对考虑终端脱靶量、碰撞角和加速度多约束的精确制导问题,提出了一种可解析求解的多项式最优制导律。将视场角正切值设定为弹目距离的多项式函数形式,将终端多约束条件转化为多项式系数的代数关系式,并引入优化思想,得到弹目距离加权的能量最优指标下的多项式系数最优解,依据弹目运动关系将视场角正切值变化改写为相应满足终端碰撞角约束与加速度约束的制导指令解析式。针对不同加权系数、不同终端打击角度等条件对制导律制导效果进行了仿真验证,并与弹道成型制导律进行了对比。仿真结果表明,所提出的制导律可以使导弹以任意期望碰撞角准确命中目标,终端过载指令平稳收敛至0,避免了末端指令饱和现象。相较此前多项式制导相关研究,文中制导方法避免了在制导模型中引入小角度线性近似条件,提高了对轨迹与制导指令的设计精度,并能约束视场角大小从而规避系统可能出现的奇异性问题和自变量单调性问题,在终端可实现全向攻击。 展开更多

关键词 多项式制导 碰撞角约束 参数优化 终端加速度约束

在线阅读 下载PDF 职称材料

具有终端约束的线性二次型微分对策制导律 被引量：11

10

作者 花文华 刘杨 +1 位作者 陈兴林 宋申民 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1448-1455,共8页

主要针对具有终端碰撞角度约束的线性二次型微分对策制导问题进行研究。首先,采用终端投影法定义零效脱靶量和零效碰撞角作为新的状态变量,实现了系统降阶;然后,基于零和微分对策原理,进行制导律的推导,并对导航增益、鞍点解的存在域和... 主要针对具有终端碰撞角度约束的线性二次型微分对策制导问题进行研究。首先,采用终端投影法定义零效脱靶量和零效碰撞角作为新的状态变量,实现了系统降阶;然后,基于零和微分对策原理,进行制导律的推导,并对导航增益、鞍点解的存在域和理想拦截性能进行了分析;最后,分别针对目标作常值机动和方波机动2种情况对系统性能进行了仿真。结果表明,当导弹具有足够的机动能力时,可满足较小的脱靶量和碰撞角误差要求,从而改善导弹杀伤性能。 展开更多

关键词 飞行器控制、导航技术 末制导律 微分对策 碰撞约束

在线阅读 下载PDF 职称材料

剩余飞行时间加权的终端约束微分对策制导 被引量：1

11

作者 花文华 孟庆龄 张金鹏 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1077-1083,共7页

为提高拦截导弹的毁伤效果和机动性能,基于微分对策理论,提出了一种具有碰撞角度约束和剩余飞行时间加权的微分对策制导律。该制导律的推导基于最坏目标机动情形,并不受限于目标是否机动及其具体的机动形式,同时由于采用了剩余飞行时间... 为提高拦截导弹的毁伤效果和机动性能,基于微分对策理论,提出了一种具有碰撞角度约束和剩余飞行时间加权的微分对策制导律。该制导律的推导基于最坏目标机动情形,并不受限于目标是否机动及其具体的机动形式,同时由于采用了剩余飞行时间对控制命令加权,使得拦截导弹峰值加速度提前,从而具有足够的弹道调整时间以降低制导末端的机动性要求。基于非线性系统仿真进行了制导律的验证,结果表明该制导律可以实现近于零值的脱靶量和碰撞角误差,且拦截导弹制导末端的加速度也被大大降低。 展开更多

关键词 制导律 微分对策 剩余飞行时间加权 碰撞角度约束 机动目标拦截

在线阅读 下载PDF 职称材料

分层平滑优化A*引导DWA用于机器人路径规划 被引量：5

12

作者 朱洪波 殷宏亮 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期155-168,共14页

针对A∗算法存在的搜索效率低,路径平滑性和安全性差,以及DWA融合全局路径规划算法实时寻路效率低等问题,提出了一种分层平滑优化A∗引导DWA(HSA∗-G-DWA)的移动机器人路径规划方法。首先,在A∗算法的代价函数中引入双动态加权因子并构建碰... 针对A∗算法存在的搜索效率低,路径平滑性和安全性差,以及DWA融合全局路径规划算法实时寻路效率低等问题,提出了一种分层平滑优化A∗引导DWA(HSA∗-G-DWA)的移动机器人路径规划方法。首先,在A∗算法的代价函数中引入双动态加权因子并构建碰撞约束函数剔除路径搜索过程中无关扩展节点的搜索,以提升路径搜索的效率和安全性。其次,利用分层平滑优化策略消除路径中的冗余点和转折点,减少路径点数量和路径长度。之后,通过无障碍约束直线与有障碍约束圆弧插补分段优化生成初始全局路径,保证路径的安全性与平滑性。然后,若移动机器人跟踪全局路径过程中面临未知障碍物则利用全局路径引导DWA生成避障与返回全局路径的局部动态修正路径,减少了实时计算量。最后,仿真实验结果表明,静态环境下HSA∗-G-DWA算法路径搜索时间和路径点数较A∗算法分别平均减少了88.43%和86%,路径的平滑性和安全性更好;未知环境下HSA∗-G-DWA算法可以实时避开环境中出现的未知障碍物,路径长度较DWA算法、Dijkstra算法、RRT算法和现有融合算法分别平均减少了25.78%、18.65%、30.48%和14.59%,路径搜索时间较现有融合算法平均减少了67.39%。 展开更多

关键词 移动机器人 路径规划 A∗算法 碰撞约束 动态加权因子 分层平滑 动态避障

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种多机协同打击的快速航迹规划方法 被引量：7

13

作者 陈清阳 辛宏博 +3 位作者 王玉杰 唐钟南 贾高伟 朱炳杰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1145-1153,共9页

针对多架自杀式无人机对重要目标进行协同打击的问题,在飞行器运动学、飞行器碰撞、时空协同等约束条件下,提出了一种空间分层分布的协同打击策略,在满足飞行器碰撞约束的前提下,有效提高了对重要目标防御系统的抵抗能力与飞行器自身的... 针对多架自杀式无人机对重要目标进行协同打击的问题,在飞行器运动学、飞行器碰撞、时空协同等约束条件下,提出了一种空间分层分布的协同打击策略,在满足飞行器碰撞约束的前提下,有效提高了对重要目标防御系统的抵抗能力与飞行器自身的生存率。在此基础上,进一步提出了一种空间协同的多机打击快速航迹规划方法,结合Dubins曲线,将飞行器数目增加带来的计算量指数增长的问题,转化为多项式乘积形式的计算量,实时生成满足时空协同要求的次优航迹。通过仿真实验与实际飞行试验验证了所提方法的有效性,无人机可以在生成航迹的引导下,有效到达打击目标。 展开更多

关键词 自杀式无人机 协同打击 空间分层 碰撞约束 航迹规划 Dubins曲线

在线阅读 下载PDF 职称材料

拦截高速机动目标的最优制导律 被引量：10

14

作者 敦晓彪 李君龙 蔡婧竹 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期176-182,共7页

对于远距离拦截高速、大机动目标,不仅拦截弧段长,拦截飞行时间也更久。拦截弹在飞行过程中的能量管理与优化问题,也是在拦截制导律设计时必须要考虑的问题。将非线性弹目运动关系降阶简化后,运用最优控制理论,将能量管理纳入考虑中,得... 对于远距离拦截高速、大机动目标,不仅拦截弧段长,拦截飞行时间也更久。拦截弹在飞行过程中的能量管理与优化问题,也是在拦截制导律设计时必须要考虑的问题。将非线性弹目运动关系降阶简化后,运用最优控制理论,将能量管理纳入考虑中,得出针对高速、机动目标的最优制导律,且可以满足终端碰撞角约束。通过引入分段线性和指数两种形式的阻尼,使得导弹在拦截高速高加速目标时,对目标机动的敏感度随弹目距离变化,从而达到能量管理的目的。通过二维非线性仿真验证了制导律的性能。 展开更多

关键词 制导律 最优控制 碰撞约束 高速 高加速

在线阅读 下载PDF 职称材料

拦截高速机动目标最优制导策略 被引量：2

15

作者 敦晓彪 李君龙 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第15期71-77,共7页

在远距离拦截高速、频繁机动的目标不能采用单一制导律,而要采用综合的制导策略来应对。目标被拦截时的碰撞角是制导问题中另一个重要参数,它对战斗部效能的影响极大。考虑二维平面内,通过将非线性弹目运动关系降阶,运用最优控制理论推... 在远距离拦截高速、频繁机动的目标不能采用单一制导律,而要采用综合的制导策略来应对。目标被拦截时的碰撞角是制导问题中另一个重要参数,它对战斗部效能的影响极大。考虑二维平面内,通过将非线性弹目运动关系降阶,运用最优控制理论推导制导指令,引入时间相关的分段线性阻尼项,提出了一种针对高速、高机动目标的最优制导策略。得到的制导策略可令导弹在拦截高速机动目标时,对目标机动的敏感度随时间而变化,分析了参数不同的时间相关阻尼对拦截弹道的影响。通过二维非线性仿真验证了制导策略的性能,且可以满足终端碰撞角约束。 展开更多

关键词 制导律 最优控制 碰撞约束 高速机动目标

在线阅读 下载PDF 职称材料

拦截高速运动目标广义相对偏置比例制导律 被引量：10

16

作者 王荣刚 唐硕 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期682-690,共9页

针对经典比例导引法在末制导阶段拦截高速运动目标时捕获域较小、无法有效利用导弹机动能力及难以实现碰撞角约束等问题,提出了一种广义相对偏置比例制导律。为扩大经典比例导引律的捕获域及提升其对导弹的机动利用能力,设计了一个时变... 针对经典比例导引法在末制导阶段拦截高速运动目标时捕获域较小、无法有效利用导弹机动能力及难以实现碰撞角约束等问题,提出了一种广义相对偏置比例制导律。为扩大经典比例导引律的捕获域及提升其对导弹的机动利用能力,设计了一个时变导引系数,使所提制导方案可综合比例及反比例2种导引律的优势。为实现对高速运动目标的定向打击,引入了相对偏置比例,通过控制相对飞行轨迹角以实现对碰撞角的约束。为提升制导方案在拦截高速机动目标时的性能,在制导指令中对目标机动影响进行了补偿。数值仿真结果验证了该制导方案相比于经典的比例导引法具有更大的捕获域和过载利用度,以及较强的碰撞角约束能力。 展开更多

关键词 末制导 高速运动目标 碰撞角约束 相对偏置比例

在线阅读 下载PDF 职称材料

拦截高速机动目标分段最优制导律研究

17

作者 敦晓彪 李君龙 《现代防御技术》 北大核心 2017年第2期93-100,117,共9页

能量管理是在远距离拦截高速、频繁机动的目标时必须要考虑的问题,因为此时不仅拦截弧段长、拦截飞行时间也更久,拦截制导律设计不能不计能量代价地跟随目标机动。通过将非线性弹目运动关系降阶,在运用最优控制理论的基础上,引入分段线... 能量管理是在远距离拦截高速、频繁机动的目标时必须要考虑的问题,因为此时不仅拦截弧段长、拦截飞行时间也更久,拦截制导律设计不能不计能量代价地跟随目标机动。通过将非线性弹目运动关系降阶,在运用最优控制理论的基础上,引入分段线性阻尼项,提出了一种针对高速、机动目标的最优制导律,可以满足终端碰撞角约束及能量管理需求。该方法得到的制导律可令导弹在拦截高速机动目标时,对目标机动的敏感度随弹目距离而变化,并分析了不同的分段线性阻尼对拦截弹道的影响。通过二维非线性仿真验证了制导律的性能。 展开更多

关键词 制导律 最优控制 碰撞约束 高速机动目标 高速 高加速

在线阅读 下载PDF 职称材料

飞行器偏置制导律研究 被引量：1

18

作者 高静 金玉华 《现代防御技术》 北大核心 2017年第6期61-65,共5页

高速交会条件下的某些特殊应用中存在目标点与瞄准点不一致的问题,需要飞行器在目标点旁偏置一段距离从而对瞄准点进行攻击,且在偏置过程中提出终端碰撞角约束的需求。针对此问题,在考虑到轨控发动机实际工作状态的特性下提出了一种改... 高速交会条件下的某些特殊应用中存在目标点与瞄准点不一致的问题,需要飞行器在目标点旁偏置一段距离从而对瞄准点进行攻击,且在偏置过程中提出终端碰撞角约束的需求。针对此问题,在考虑到轨控发动机实际工作状态的特性下提出了一种改进的偏置制导律,通过设置偏置项,来同时满足攻击角和偏置距离的约束。经过数字仿真,证明在成功命中瞄准点的同时也能对碰撞角进行控制。 展开更多

关键词 偏置制导 导引律 终端碰撞角约束 偏置项 目标点 瞄准点

在线阅读 下载PDF 职称材料