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国防科技大学学报 2024年第4期46卷 74-85页

作者：江振宇唐晓斌刘双杨承业国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073

为准确预示超声速巡航导弹飞行中的气动力和推力特性,提升飞行性能及任务适应性,提出了一种气动力与推力参数一体化在线辨识方法。建立了以固体火箭冲压发动机为动力的超声速巡航导弹在纵平面的运动模型,建立了巡航段气动力系数和推力... 详细信息

为准确预示超声速巡航导弹飞行中的气动力和推力特性,提升飞行性能及任务适应性,提出了一种气动力与推力参数一体化在线辨识方法。建立了以固体火箭冲压发动机为动力的超声速巡航导弹在纵平面的运动模型,建立了巡航段气动力系数和推力系数多项式模型,采用无迹卡尔曼滤波算法,开展了气动力与推力参数一体化在线辨识仿真验证,基于飞行试验对辨识性能进行了比较验证。研究表明,对超声速巡航导弹进行气动力与推力参数一体化辨识是必要的和有效的,提出的方法可应用于飞行过程中参数在线辨识。

关键词：超声速巡航导弹一体化在线辨识气动力推力

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面向突防效能的超声速巡航导弹总体设计技术初步研究

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国防科技大学学报 2012年第2期34卷 125-129页

作者：范玉珠张为华王中伟程见童国防科技大学航天与材料工程学院 63620部队

防御系统技术的不断发展,对超声速巡航导弹设计提出了新的需求。针对以"性能"为核心的设计不能满足超声速巡航导弹设计新需求的问题,初步探讨了面向突防效能的超声速巡航导弹总体设计技术。分析了国内外导弹武器设计技术的发展,指出设... 详细信息

防御系统技术的不断发展,对超声速巡航导弹设计提出了新的需求。针对以"性能"为核心的设计不能满足超声速巡航导弹设计新需求的问题,初步探讨了面向突防效能的超声速巡航导弹总体设计技术。分析了国内外导弹武器设计技术的发展,指出设计技术向着以"效能为核心"的设计方向发展;提出了面向效能的设计理念,分析指出面向效能的设计是以追求满意设计为目标的优化设计;在新的设计理念指导下提出了面向突防效能设计的技术框架,主要说明了面向突防效能的超声速巡航导弹设计框架、效能基础、技术基础、基本模式以及几项关键技术等。

关键词：突防效能总体设计超声速巡航导弹技术框架设计优化

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超声速巡航导弹控制律设计方法研究

超声速巡航导弹控制律设计方法研究

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作者：蒋鲁峰哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

超声速巡航导弹具有强耦合、快时变等特点，其控制器的设计是理论研究和工程设计的难点。本文以超声速巡航导弹为研究对象，针对该导弹爬升转平段姿态控制系统的强耦合性，进行控制律设计方法的研究。首先，设计了导弹典型的爬升转平... 详细信息

超声速巡航导弹具有强耦合、快时变等特点，其控制器的设计是理论研究和工程设计的难点。本文以超声速巡航导弹为研究对象，针对该导弹爬升转平段姿态控制系统的强耦合性，进行控制律设计方法的研究。首先，设计了导弹典型的爬升转平段弹道。根据飞行力学，建立了导弹的三通道耦合非线性模型，并根据导弹的特点，对模型进行了小扰动线性化简化，同时分析了模型的耦合特性，为控制器的设计奠定了基础。其次，研究了基于动态逆与变结构控制理论的控制器设计方法。针对导弹的非线性耦合模型，通过动态逆方法进行解耦，然后对解耦后的子系统分别采用变结构方法进行控制器设计。在控制器设计的基础上，对控制器的控制效果进行了定点仿真分析，结果表明，该控制器能够较为准确地跟踪指令信号，具有较好的控制效果和鲁棒性。再次，研究了基于模型参考的自适应变结构控制器设计方法。针对导弹的小扰动线性化模型，采用模型参考的设计思想，设计了变结构控制器，并对控制器进行了定点仿真分析，仿真结果表明该控制器具有较好的控制效果和鲁棒性。最后，基于两种控制律设计方法，进行了理想条件下和干扰条件下的导弹爬升转平段空间弹道仿真，验证了两种控制方法设计的正确性、解耦效果和鲁棒性，并对两种方法进行了比较。分析结果表明，基于动态逆与变结构的控制器设计方法具有解耦能力强的优点，而基于模型参考的自适应变结构控制器设计方法鲁棒性更好，更利于工程应用。本文研究的两种姿态控制器设计方法考虑了超声速巡航导弹模型的特点，具有一定的理论意义和工程应用价值。

关键词：超声速巡航导弹耦合系统动态逆方法变结构控制模型参考

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超声速巡航导弹控制方法研究

超声速巡航导弹控制方法研究

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作者：张元文国防科学技术大学

学位级别：硕士

论文以超声速巡航导弹高度控制、BTT控制以及综合飞行/推进控制为研究背景,开展控制方法研究和六自由度弹道仿真检验。为增加导弹射程和提高突防概率,目前超声速巡航导弹大都采用高低空巡航弹道,且对导弹巡航段、爬升段以及下滑段的高... 详细信息

论文以超声速巡航导弹高度控制、BTT控制以及综合飞行/推进控制为研究背景,开展控制方法研究和六自由度弹道仿真检验。为增加导弹射程和提高突防概率,目前超声速巡航导弹大都采用高低空巡航弹道,且对导弹巡航段、爬升段以及下滑段的高度控制性能要求较高。高低空弹道弹体参数差别较大,为此论文提出高度控制采取内外环控制构型并在外环采用基于李亚普诺夫稳定理论的变结构方法。为削弱变结构控制固有的抖振特性,采用在变结构控制基础上并联PD控制的方法。通过与经典PD控制的性能比较,验证变结构并联PD控制方法不但对弹体参数摄动具有良好的鲁棒性,而且能较好地削弱抖振的影响。为改善弹体的升阻比特性和增强导弹的机动能力,超声速巡航导弹大都采用非轴对称气动外形,该外形下的进气道布置以及冲压发动机的稳定工作要求导弹侧滑角较小,导弹侧向机动必须采用BTT技术。BTT导弹的俯仰/偏航通道为具有强烈运动耦合的多输入多输出系统。通过分析加权函数阵的选取原则和措施以优化确定其构型,论文采用混合灵敏度鲁棒H方法设计BTT控制系统。设计点线性仿真分析表明基于期望性能选取对角加权函数阵不但能使俯仰/偏航通道实现动态解耦和满足期望性能指标,而且对弹体参数摄动具有良好的鲁棒性。导弹大攻角机动时,吸气式推进系统工作不稳定,飞行、推进系统之间存在强烈的相互影响,且大攻角机动要求推进系统提供满足要求的推力以提高导弹飞行性能,为此论文提出对飞行、推进系统采取综合控制技术。综合控制系统的设计有两种策略,即集中设计策略以及递阶设计策略。通过比较两种设计策略,表明采用递阶设计策略不但能满足期望性能指标,且设计出来的控制系统维数较低。通过分析比较几种主要综合控制系统设计方法的优缺点,表明就目前来说混合灵敏度鲁棒H方法的应用前景最好。六自由度弹道仿真分析验证了论文所建立数学模型的合理性以及所设计控制系统的有效性,证明所采用的设计方法满足控制性能要求。

关键词：超声速巡航导弹高度控制 BTT控制综合飞行/推进控制变结构控制 H∞鲁棒控制六自由度仿真

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超声速巡航导弹参数辨识与弹道在线规划方法

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作者：郑中旭国防科技大学

学位级别：硕士

超声速巡航导弹具有比冲大、体积小、质量轻、机动灵活,抗干扰能力强的优势,是现代战争的必备武器。本文以超声速巡航导弹为研究对象,针对其飞行时面临的复杂环境和不确定因素,将参数辨识与弹道在线规划作为核心任务,研究了超声速巡航... 详细信息

超声速巡航导弹具有比冲大、体积小、质量轻、机动灵活,抗干扰能力强的优势,是现代战争的必备武器。本文以超声速巡航导弹为研究对象,针对其飞行时面临的复杂环境和不确定因素,将参数辨识与弹道在线规划作为核心任务,研究了超声速巡航导弹参数辨识问题、弹道在线规划问题、助推段制导问题以及多导弹协同攻击问题。本文首先对超声速巡航导弹外形进行描述,基于工程计算方法获取了超声速巡航导弹的气动特性,对气动系数进行拟合并对拟合结果进行了分析评价。介绍了在工程中常用的辨识方法并基于该方法对气动系数进行辨识。对超声速巡航导弹动力系统建模,建立了冲压发动机性能参数辨识模型并提出了解算方法,对多种飞行工况下固体火箭冲压发动机性能参数进行辨识,基于辨识结果,分析了冲压发动机性能参数变化规律,并对其机理进行分析。通过辨识超声速巡航导弹气动参数以及动力系统性能参数可为弹道在线规划提供有力支撑。提出了基于参数辨识的弹道在线规划方法。采用高斯伪谱法对弹道在线规划问题进行分段求解,使得求解效率大幅提高。根据巡航段特点,对巡航段弹道进行分段降维处理,减小了问题的规模,提高了求解速度。提出了基于动态逆的助推段制导方法。建立了助推段制导模型,介绍了动态逆的基本原理,推导了基于动态逆的助推段制导律。对推力、气动力系数、初始速度以及初始方位角进行拉偏,分析其对于助推段弹道特性的影响规律,并将标称弹道、拉偏弹道以及采用制导控制弹道进行对比,分析了本文所设计的助推段制导律的制导效果。设计了多导弹协同攻击制导律。建立了二维平面和三维空间制导模型,提出了多导弹分散化协同制导律、基于比例导引、滑模变结构和动态逆控制理论的协同制导律,可实现攻击时间约束与协同攻击。本文研究内容可为超声速巡航导弹参数辨识及弹道在线规划提供技术支持,可以为超声速巡航导弹动力系统建模、助推段制导以及多导弹协同攻击提供参考。

关键词：超声速巡航导弹参数辨识弹道在线规划协同攻击

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基于杀伤区的超声速巡航导弹对抗PAC-3拦截弹突防效能分析

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弹箭与制导学报 2012年第2期32卷 35-38页

作者：范玉珠张为华 63620部队国防科学技术大学航天与材料工程学院

建立超声速巡航导弹设计参数与突防能力间定量关系成为突防能力分析的难点和关键环节。传统导弹突防能力量化分析采用概率参量,这一方法已难以满足超声速巡航导弹总体方案论证中的突防能力分析需求。文中从突防对抗的机理出发,提出采用... 详细信息

建立超声速巡航导弹设计参数与突防能力间定量关系成为突防能力分析的难点和关键环节。传统导弹突防能力量化分析采用概率参量,这一方法已难以满足超声速巡航导弹总体方案论证中的突防能力分析需求。文中从突防对抗的机理出发,提出采用地空导弹杀伤区概念定量描述超声速巡航导弹对抗防御系统PAC-3拦截弹的突防效能。在此基础上,结合地空导弹杀伤区计算原理,建立了超声速巡航导弹对抗PAC-3拦截弹的突防效能指标量化计算模型和流程。仿真算例表明,飞行高度和飞行速度等性能参数是影响杀伤区大小的主要因素,同时验证了基于杀伤区分析方法能够较好的满足超声速巡航导弹总体方案论证需求。

关键词：超声速巡航导弹拦截弹杀伤区突防效能

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