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导弹拦截飞机末端制导制导律和界栅的研究

导弹拦截飞机末端制导制导律和界栅的研究

作者：黄银春哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着科技进步，导弹的拦截目标机动性能越来越强，经典制导率不再能满足精度要求，微分对策制导率是真正的双边机动下的最优制导率。本文基于微分对策理论研究三维空间内导弹拦截飞机末端制导问题。通过轨道线性化将三维非线性对策时间... 详细信息

随着科技进步，导弹的拦截目标机动性能越来越强，经典制导率不再能满足精度要求，微分对策制导率是真正的双边机动下的最优制导率。本文基于微分对策理论研究三维空间内导弹拦截飞机末端制导问题。通过轨道线性化将三维非线性对策时间自由的对策问题简化成二维线性对策时间固定的对策问题,此二维问题在垂直于视线的平面内。本文有三个任务：第一，建立导弹拦截飞机末端制导问题微分对策模型，简化模型。取导弹飞机的相对位移分量，相对加速度分量和导弹加速度分量作为六个状态量建立运动方程。导弹和飞机的控制均满足圆约束，通过轨道线性化，空间圆控制集投影到垂直于视线方向平面内，变成椭圆控制集，这将引起最优控制的不连续。本文只关心导弹飞机对策结束时相对距离，令对策结束时相对距离作为支付函数。为方便求解，进一步引入状态转移矩阵将六维状态量降至二维，由原来的状态空间转化到脱靶量空间。第二，运用双方极值原理对简化后的模型求解最优控制和最优轨线。构建哈密顿函数求解最优控制，椭圆控制集将引起奇异解，将求解的最优控制代入运动方程倒向积分可得最优轨线，最优轨线构成界栅。求解得到最小支付和最小光滑等支付的值，大于最小光滑等支付值时，等支付曲面光滑，最优控制仅与终端曲面上的位置有关，当支付值小于最小光滑等支付时，等支付面出现奇异，最优控制和最优轨线分段光滑。第三，基于matlab构造等支付曲面，等支付曲面即为界栅，界栅将对策空间分为拦截区和逃逸区，拦截区内，导弹采取最优控制可达到目标曲面并穿越，逃逸区内，飞机采取最优控制使得对策不能到达目标曲面，在界栅上，导弹飞机均选取最优策略时，对策能到达目标曲面但不能穿越。分析比较对策时间，加速度幅值比和导弹响应时间延迟常数对拦截区和拦截初始条件的影响。

关键词：末端制导椭圆控制脱靶量界栅等支付曲面奇异曲面

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高超声速飞行器末端制导律研究

高超声速飞行器末端制导律研究

作者：刘德成哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

高超声速飞行器的开发,是21世纪世界航空航天事业发展的一个主要方向,将给世界军事带来重大变革,形成空天对抗新的焦点。本文研究的高超声速飞行器是指有良好气动外形、采用高性能动力系统、飞行马赫数达到5以上的飞行器。本文研究的主... 详细信息

高超声速飞行器的开发,是21世纪世界航空航天事业发展的一个主要方向,将给世界军事带来重大变革,形成空天对抗新的焦点。本文研究的高超声速飞行器是指有良好气动外形、采用高性能动力系统、飞行马赫数达到5以上的飞行器。本文研究的主要内容包括:首先,对于高超声速飞行器关键技术进行了初步分析和研究,包括高超声速飞行器的气动布局、发动机、操控方案和控制方式等等,根据高超声速飞行器的特点选择了相应合适的方案。然后,在建立了高超声速飞行器的动力学与运动学模型的基础上,针对当前标准轨道制导无法满足机动突防要求,而其它预测制导计算量大的情况,将一种称为虚位移制导的预测制导方法应用于高超声速飞行器的末端制导。该预测制导法分两个过程:预报落点位置和最优横向力搜索。采用解析计算的形式预测弹头落点,利用非线性最小二乘方法搜索最优横向力,从而获得制导指令。文中详细阐述了该制导律的设计过程,给出了制导指令,并对该制导律的性能进行了仿真分析,验证了该制导律的可行性。最后,对虚位移制导律在高超声速飞行器末端段制导中的应用进行了数值仿真分析。多次数值打靶仿真表明,提出的预测制导方法对高超声速飞行器末端制导初始条件误差以及导航误差影响具有较强的鲁棒性。通过建立虚拟目标点进行机动的方式,进行了再入突防弹道仿真,结果表明高超声速飞行器在末端机动完成后仍能以较高精度击中目标。

关键词：高超声速末端制导预测制导虚位移制导

旋转导弹红外/紫外双色玫瑰扫描准成像末端制导技术

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旋转导弹红外/紫外双色玫瑰扫描准成像末端制导技术

作者：朱牧上海交通大学

学位级别：硕士

在红外制导武器中,要求红外制导系统不仅能够高精度的导引导弹飞向目标,而且还要能够击毁目标发动机等要害部位,以准确的摧毁目标。导弹在离目标敌机最近的飞行末段,距离目标较短的距离以内(数百到一千米距离),导弹飞行弹道一般将对目... 详细信息

在红外制导武器中,要求红外制导系统不仅能够高精度的导引导弹飞向目标,而且还要能够击毁目标发动机等要害部位,以准确的摧毁目标。导弹在离目标敌机最近的飞行末段,距离目标较短的距离以内(数百到一千米距离),导弹飞行弹道一般将对目标构成杀伤威胁,在这个阶段,对于无可闭环跟踪的末端制导技术的导弹来说,目标位置标定的装置与导弹纵轴的相对夹角保持基本不变,持续到导弹击中目标,导弹的战斗部在目标的红外能量较高部位(发动机)构成威胁,进行战斗引爆,这种情况相当于对来袭的目标尾气流进行攻击,而对目标的真正要害部位(发动机,前翼等)形成脱靶的问题。采用红外点源或者线扫体制的导引系统,由于其扫描视场较小、获取目标信息有限等等因素,只能探测到目标(飞机)的热辐射中心,即发动机的尾喷管附近的信息。因此,在末制导的最后阶段,根据目标的红外/紫外等信息信号,在快接近目标时,采用有效的末端修正技术,使得在末端,导引系统能够精确的导引敌机的要害部位,准确的杀伤敌机,提高红外制导型导弹的杀伤概率和作战效能,直接摧毁目标。本文为了完成某型红外旋转导弹的末端制导设计,准确命中目标的要害位置,结合该型导弹的玫瑰扫描准成像工作体制,采用红外/紫外双波段探测方案,研究导弹末制导的控制模型,确定末制导控制方法和流程、设计了红外/紫外玫瑰扫描准成像识别算法,确定目标前移相位及大小,根据红外导引系统实时得到的红外能量增长斜率,进行弹目遭遇时间计算,在导引系统控制软件中实施,并根据已有的不同飞行弹道数据进行预推准确性验证。设计弹目遭遇时间算法,和红外/紫外准成像处理算法,实现导弹对高机动目标的末端制导功能。

关键词：红外/紫外玫瑰扫描准成像末端制导弹目遭遇时间

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声自导鱼雷末端制导过程的混沌现象研究

系统仿真学报 2004年第1期16卷 140-141,145页

作者：笪良龙卢晓亭李玉阳韩梅海军潜艇学院青岛266071

根据声自导鱼雷末端制导的非线性过程,建立了声自导鱼雷末端制导的相空间方程和Lyapunov特征指数,其研究结果表明声自导鱼雷末端制导过程存在典型的混沌现象,混沌特征主要与参数P和参数K有关;相关结论对声自导鱼雷的作战使用有着极其重... 详细信息

根据声自导鱼雷末端制导的非线性过程,建立了声自导鱼雷末端制导的相空间方程和Lyapunov特征指数,其研究结果表明声自导鱼雷末端制导过程存在典型的混沌现象,混沌特征主要与参数P和参数K有关;相关结论对声自导鱼雷的作战使用有着极其重要作用,同时将对声自导鱼雷的设计也有一定的指导意义。

关键词：混沌 Lyapunov指数自导鱼雷末端制导

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基于关键点检测网络的空中红外目标要害部位识别算法

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西北工业大学学报 2020年第6期38卷 1154-1162页

作者：张凯刘昊杨曦李少毅王晓田西北工业大学航天学院陕西西安710072

红外制导空空导弹对战机要害部位的定向精确打击能力是精确制导武器的关键技术之一。针对传统图像处理算法中根据人的先验知识进行特征选择、设计分类器方法的局限性,提出一种基于关键点检测卷积网络的空中红外目标要害部位检测算法。... 详细信息

红外制导空空导弹对战机要害部位的定向精确打击能力是精确制导武器的关键技术之一。针对传统图像处理算法中根据人的先验知识进行特征选择、设计分类器方法的局限性,提出一种基于关键点检测卷积网络的空中红外目标要害部位检测算法。该算法采用端对端的深度学习网络结构,结合数据集对光照、纹理、形变方面进行扩充增强,将整幅图像信息简单预处理后作为输入,构建含约束条件的损失函数并利用优化算法进行迭代。相较于同样训练批次的常规方法,训练得到的网络模型的平均识别率提高了10%,能够更准确地识别红外空中目标要害部位,对空中红外目标的4个要害部位识别的准确率达到80%以上。

关键词：末端制导目标要害部位关键点检测卷积神经网络

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带末制导的面射击武器

现代防御技术 1981年第2期 41-46页

作者：苏宇宇

近年来,对于“面射击”的概念及与此有关的技术课题已经有了许多论述。通过利用最现代化技术,面射击看来在将来会有更重大的意义。这其中最重要的是末制导弹头——当前,它们为用于火炮和臼炮而研制——作为战术火箭的子弹头显示出了远... 详细信息

近年来,对于“面射击”的概念及与此有关的技术课题已经有了许多论述。通过利用最现代化技术,面射击看来在将来会有更重大的意义。这其中最重要的是末制导弹头——当前,它们为用于火炮和臼炮而研制——作为战术火箭的子弹头显示出了远程准确命中目标的可能性。这就是长期以来人们所希望的、但到目前止还没有能实现的武器。

关键词：单个目标波束角命中点平均命中问题火箭导引头寻的头末端制导末制导射击武器

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精确制导弹药的发展

现代防御技术 1987年第4期 31-37页

作者：赵澄谋

最近的技术跃进给提高导弹精度提供了极大的可能性,它们还正在消除制导导弹和炮射弹药之间的差异。这是否意味着每枚制导武器都将造成肯定无疑的破坏?虽然长期以来精度的跃变总是伴随着成本的跃变,但或许目前并不是这样。

关键词：精确制导弹药敏感器末制导足印传感器末端制导子弹药寻的器制导武器毫米波极高频

第七章末制导自动寻的用的固态成象器件复合跟踪方案

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外国海军导弹动态 1983年第S6期 58-71页

作者：郭京周

THASSID(即末制导自动寻的固态成象器件)研究的目的,是想研制一种先进的具有精确的“发射后不管”功能的光电固态自动寻的导引头。系统共包括:装在万向架上的增像式(image inten sified)CCD摄像机、动量稳定式平台以及先进的数字跟踪器... 详细信息

THASSID(即末制导自动寻的固态成象器件)研究的目的,是想研制一种先进的具有精确的“发射后不管”功能的光电固态自动寻的导引头。系统共包括:装在万向架上的增像式(image inten sified)CCD摄像机、动量稳定式平台以及先进的数字跟踪器。摄像机采用了封装在聚焦光电管内的490×327象素的CCD阵列。1979年,德克萨斯仪器公司和美国陆

关键词：矩心跟踪目标跟踪器波门舷门基准特征相关跟踪器搜索区域图像量化视场末制导末端制导目标阵列自动寻的成象器件

重新设计半主动末制导寻的导弹俯仰稳定控制系统用的计算机辅助法

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系统工程与电子技术 1981年第12期 7-21页

作者： L.S.Shieh M.Datta-Barua R.E.Yates J.P.Leonard 宗有德

过去末制导寻的导弹的不稳定俯仰控制系统是用高阶稳定滤波器来稳定的。这种滤波器采用有源部件。本文提出一种新的主要数据匹配法来重新设计高阶稳定滤波器,以求得一种降阶滤波器。结果降低了器件的成本,提高了可靠性。本文还用一种代... 详细信息

过去末制导寻的导弹的不稳定俯仰控制系统是用高阶稳定滤波器来稳定的。这种滤波器采用有源部件。本文提出一种新的主要数据匹配法来重新设计高阶稳定滤波器,以求得一种降阶滤波器。结果降低了器件的成本,提高了可靠性。本文还用一种代数法来改进重新设计的俯仰控制系统性能。此外,所提出的主要数据匹配法还能用来确定高阶系统的降阶模型。与大多数现有模型简化法不同的是,降阶模型具有原系统精确指定的频率域指标。计算机辅助设计法还可用于设计一般类型的控制系统。

关键词：稳定滤波器重新设计匹配法摄动法传递函数转移函数方程降阶模型末端制导末制导寻的导弹