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天线罩误差下基于ADP的机动目标拦截制导策略

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宇航学报 2022年第7期43卷 911-920页

作者：郭建国胡冠杰郭宗易王国庆西北工业大学精确制导与控制研究所西安710072 中国运载火箭技术研究院研发部北京100076

针对导弹导引头存在的天线罩误差,提出了一种基于自适应动态规划(ADP)的制导策略。不同于传统处理天线罩误差的估计与补偿方式,避免了估计过程中产生的误差影响。在导弹拦截机动目标的场景下,将拦截问题转化为鲁棒最优控制问题。设计了... 详细信息

针对导弹导引头存在的天线罩误差,提出了一种基于自适应动态规划(ADP)的制导策略。不同于传统处理天线罩误差的估计与补偿方式,避免了估计过程中产生的误差影响。在导弹拦截机动目标的场景下,将拦截问题转化为鲁棒最优控制问题。设计了一种既可以消除天线罩误差和目标机动影响,又可以保证控制能量最小的代价函数。通过构造评价网络,利用自适应动态规划来求解近似鲁棒最优制导策略,并附加鲁棒控制项得到最终的机动目标拦截制导策略。采用李雅普诺夫稳定性理论证明了权值误差的一致最终有界和闭环系统的渐近稳定。仿真结果验证了所提出制导策略对天线罩误差下拦截机动目标的有效性。

关键词：天线罩误差自适应动态规划制导策略鲁棒最优控制李雅普诺夫稳定性

考虑天线罩误差的雷达导引头隔离度影响与UKF在线补偿

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北京理工大学学报 2016年第12期36卷 1269-1278页

作者：宗睿林德福兰玲王辉北京理工大学宇航学院北京100081 北京航天新风机械设备有限责任公司北京100854

针对雷达导引头隔离度对导弹制导控制系统带来的严重影响,建立了包含天线罩误差在内的雷达导引头隔离度模型,对比分析了弹簧力矩、阻尼力矩及天线罩误差引起的隔离度寄生回路稳定性和时域频域性能,并研究了不同干扰输入条件下导弹脱靶... 详细信息

针对雷达导引头隔离度对导弹制导控制系统带来的严重影响,建立了包含天线罩误差在内的雷达导引头隔离度模型,对比分析了弹簧力矩、阻尼力矩及天线罩误差引起的隔离度寄生回路稳定性和时域频域性能,并研究了不同干扰输入条件下导弹脱靶量与隔离度幅值的对应关系,重点提出了一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的隔离度在线补偿方法,并进行了仿真验证.研究结果表明,导引头隔离度的存在会削弱制导控制系统稳定性、降低制导精度,其中负的天线罩误差斜率影响最为严重;闪烁噪声输入下,负的天线罩误差斜率和弹簧力矩隔离度引起的脱靶量较大,而在目标随机机动输入下,正、负天线罩误差斜率隔离度引起脱靶量较大;所提出的UKF隔离度在线补偿方法分别在速度指向误差和目标常值机动输入下均能够同时估计出弹簧力矩系数、阻尼力矩系数和天线罩误差斜率,并实现了对隔离度的有效抑制,达到了改善制导性能,提高制导精度的目的.

关键词：雷达导引头天线罩误差隔离度寄生回路无迹卡尔曼滤波在线补偿

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天线罩误差对无线电制导导弹性能的影响

弹箭与制导学报 2008年第2期28卷 53-56,60页

作者：王志伟李保平林德福常超北京理工大学宇航科学技术学院北京100081 北京华北光学仪器有限公司北京100176

通过对天线罩误差形成原因的分析,提出了一种更合理的天线罩误差模型;基于该模型,研究了天线罩误差对制导系统稳定性的影响,分析了不同噪声源下各参数对无量纲化脱靶量的影响,为优化天线罩设计和气动外形设计提供依据,以确保天线罩和气... 详细信息

通过对天线罩误差形成原因的分析,提出了一种更合理的天线罩误差模型;基于该模型,研究了天线罩误差对制导系统稳定性的影响,分析了不同噪声源下各参数对无量纲化脱靶量的影响,为优化天线罩设计和气动外形设计提供依据,以确保天线罩和气动设计之间取得合适的平衡,使系统能够在实际可能出现的参数范围内工作良好。

关键词：天线罩误差无线电制导脱靶量

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不同制导律下天线罩误差对导弹性能的影响

现代防御技术 2014年第3期42卷 63-69页

作者：宗睿孙宝彩林德福崔晓曦范世鹏北京理工大学宇航学院北京100081 空军装备研究院总体论证研究所北京100076 中国兵器工业导航与控制技术研究所北京100089

以反辐射导弹的制导控制系统设计为应用背景,研究不同制导律下天线罩误差对导弹制导控制系统的影响。建立了比例导引律和速度追踪律下的天线罩误差寄生回路模型和制导回路模型,采用伴随法和无量纲方法,仿真分析了2种制导律下天线罩寄生... 详细信息

以反辐射导弹的制导控制系统设计为应用背景,研究不同制导律下天线罩误差对导弹制导控制系统的影响。建立了比例导引律和速度追踪律下的天线罩误差寄生回路模型和制导回路模型,采用伴随法和无量纲方法,仿真分析了2种制导律下天线罩寄生回路的稳定性以及不同噪声源下的无量纲脱靶量,并进行了对比研究。仿真结果表明,比例导引律对应的寄生回路稳定域要小于速度追踪律;在雷达导引头噪声的作用下,比例导引律下的无量纲脱靶量大于速度追踪律,而在目标机动的情况下,比例导引律的制导精度要优于速度追踪律。

关键词：比例导引速度追踪天线罩误差寄生回路脱靶量

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一种基于信息融合的天线罩误差斜率估计方法

无人系统技术 2021年第5期4卷 42-52页

作者：董航陆科林金冰煜李靖峰杨子涵东南大学自动化学院南京210096 南京航空航天大学自动化学院南京210016

针对雷达制导过程中导引头天线罩斜率的在线估计问题,提出一种基于信息融合的在线估计方法。该方法通过设计局部滤波和全局融合算法,构造一种具有“融合-重置”结构的在线估计框架,有效提高了估计精度和容错能力。首先基于现有在线估计... 详细信息

针对雷达制导过程中导引头天线罩斜率的在线估计问题,提出一种基于信息融合的在线估计方法。该方法通过设计局部滤波和全局融合算法,构造一种具有“融合-重置”结构的在线估计框架,有效提高了估计精度和容错能力。首先基于现有在线估计算法,构造具有多个并行运行子滤波器的局部滤波框架;然后根据各子滤波器的估计均值和协方差,构造全局融合性能指标,基于多种信息融合算法对天线罩斜率进行全局估计;最后利用全局滤波结果对局部滤波器进行反馈重置。仿真结果表明,信息融合方法可以有效提高天线罩斜率的估计精度,降低天线罩误差对制导回路的影响,提高导弹的制导精度。

关键词：天线罩误差自适应滤波非线性滤波信息融合制导控制雷达导引头

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一种雷达导引头天线罩斜率误差实时估计方法

现代防御技术 2020年第5期48卷 1-9页

作者：周荻李君龙袁宇祺哈尔滨工业大学控制工程系北京电子工程总体所

首先建立了完整的考虑导引头天线罩误差斜率的目标-导弹相对运动问题数学描述,包括非线性的状态方程和测量方程。其次,简化得到纵向通道考虑天线罩误差斜率的目标-导弹相对运动数学模型,推导出纵向通道联合估计视线角速率和天线罩误差... 详细信息

首先建立了完整的考虑导引头天线罩误差斜率的目标-导弹相对运动问题数学描述,包括非线性的状态方程和测量方程。其次,简化得到纵向通道考虑天线罩误差斜率的目标-导弹相对运动数学模型,推导出纵向通道联合估计视线角速率和天线罩误差斜率的数学模型,证明了上述数学模型对应的视线角速率和天线罩误差斜率联合观测系统的可观性。最后,设计了纵向通道和侧向通道联合估计视线角速率和天线罩误差斜率的推广Kalman滤波器。在仿真实验中应用该滤波器,与不考虑天线罩误差斜率的视线角速率估计Kalman滤波器做了仿真对比。仿真结果表明,联合估计视线角速率和天线罩误差斜率的推广Kalman滤波器的效果很好,可以显著提高天线罩误差斜率情况下的制导精度。

关键词：雷达导引头天线罩误差联合估计器推广Kalman滤波

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基于简化模型的天线罩寄生回路稳定性分析

系统工程与电子技术 2023年第6期45卷 1784-1796页

作者：陈旭肖瑶杨凌宇张晶北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

针对由天线罩误差引起的寄生回路影响制导系统稳定性的问题,提出了基于状态空间简化模型的天线罩寄生回路稳定性分析方法。为了准确分析天线罩误差特性对制导系统稳定性的影响,首先建立包含天线罩误差特性的导引头部件级模型,并采用低... 详细信息

针对由天线罩误差引起的寄生回路影响制导系统稳定性的问题,提出了基于状态空间简化模型的天线罩寄生回路稳定性分析方法。为了准确分析天线罩误差特性对制导系统稳定性的影响,首先建立包含天线罩误差特性的导引头部件级模型,并采用低阶等效系统拟配方法建立导引头简化模型。该简化模型能够准确表征导引头的工作特性,并有效降低了制导回路状态空间简化模型的阶数;在此基础上,采用小扰动线性化方法建立制导/控制/弹体多回路线性时不变(linear time invariant, LTI)简化模型,并与导引头低阶等效模型结合,建立了包含天线罩误差斜率参数的制导回路,以简化模型状态空间描述形式。基于以上引入天线罩误差特性的制导回路状态空间模型,采用根轨迹方法分析确定了天线罩误差斜率的稳定域,分析了不同的天线罩误差斜率对制导系统稳定性的影响规律。最后,基于制导回路非线性模型进行仿真验证,仿真结果验证了基于简化模型的天线罩寄生回路稳定性分析方法的正确性。

关键词：天线罩误差寄生回路制导回路简化模型稳定性分析

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相控阵雷达制导寄生回路影响及抑制方法研究

相控阵雷达制导寄生回路影响及抑制方法研究

作者：祁琪中国航天科技集团公司第一研究院

学位级别：硕士

捷联相控阵雷达导引头具有扫描速率快、波束灵活、功率可分配等优点。然而由于捷联相控阵雷达导引头固联在弹体上,所以想要获得制导所需的惯性系下视线信息,需要利用速率陀螺进行解耦。解耦时由于刻度尺差异产生的隔离度问题会对制导性... 详细信息

捷联相控阵雷达导引头具有扫描速率快、波束灵活、功率可分配等优点。然而由于捷联相控阵雷达导引头固联在弹体上,所以想要获得制导所需的惯性系下视线信息,需要利用速率陀螺进行解耦。解耦时由于刻度尺差异产生的隔离度问题会对制导性能产生影响。论文以寻的制导过程中的捷联相控阵雷达导引头为对象,针对其隔离度问题,展开以下研究:针对捷联相控阵雷达导引头的工作原理,分析隔离度产生的主要原因;建立捷联相控阵雷达导引头隔离度模型及其寄生回路模型;在采用比例导引律的前提下,对寄生回路模型与含寄生回路的制导模型进行无量纲化,利用劳斯判据,分析不同的剩余飞行时间情况下,寄生回路与制导回路对相互之间稳定性的影响;分析隔离度寄生回路对重要制导参数的影响;利用伴随法,分析在不同误差源下,隔离度的存在对脱靶量的影响。在全面分析了相控阵雷达导引头隔离度对制导系统的影响后,提出两种隔离度抑制方法并对其进行验证。第一种方法是利用强迫抖动的方式估计天线罩隔离度;第二种方法使用EKF模型对影响隔离度的主要因素进行估计并补偿。

关键词：捷联相控阵雷达导引头天线罩误差隔离度寄生回路隔离度估计 EKF模型