空空导弹红外成像制导系统仿真研究

围绕着红外成像空空导弹制导跟踪算法研究和评估的需要,提出了一种红外成像制导系统仿真实现的方法.方法采用空气动力学开源软件FlightGear和计算机图形学的函数库,在仿真中采用目标和导弹的六自由度模型,提供了必要的目标和导弹的动力学特性以及目标红外辐射特性.仿真系统中每个模块都可以根据自己的研究需要加载不同的算法,而且对不同的导引头设置起来很简单,有效保证导弹制导系统制导和跟踪算法的研究和调试需要.目前该系统已在某型红外成像空空导弹的制导系统跟踪算法研究中获得应用,并取得了很好的效果.     

基于HLA的多模复合制导仿真系统的研究与实现

根据多模复合制导系统的特点以及高层体系结构（HLA）的原理,提出了一种基于HLA,面向多模复合制导的主动、被动和红外导引头的多模复合制导新方法,分析和建立了多模复合制导系统的主要数学模型,详细的论述了主动雷达和被动雷达的建模过程,也给出了红外导引头的建模方法,并且针对该导弹攻击海面目标的整个过程进行了仿真分析,从仿真结果可以充分的看出所建立的仿真系统是有效的,该系统可以为多模复合制导导弹作战效能的分析与评估提供有效的平台和依据。     

考虑导弹动态延迟特性的滑模导引律设计

基于平面拦截问题,考虑导弹自动驾驶仪一阶动态延迟特性,应用滑模变结构控制方法,以零化视线角速率为目的,设计了一种滑模导引律。该导引律可使得滑模面在有限时间内收敛至零,进入滑模面后可确保视线角速率在制导结束前收敛于零,从而保证高制导精度,且导引律中的变结构项只要大于目标加速度的变化率即可保证制导系统的有限时间收敛性和鲁棒性,从而大大降低了制导系统的抖动。最后以空中拦截为例,仿真验证了在导弹自动驾驶仪存在大延迟和目标做大机动逃逸下,该导引律具有良好的制导性能和高制导精度。     

比例导引末端区特征与划分

制导末端区是制导系统失稳前一个很短的制导段,制导末端区的正确划分对制导系统设计指标制定和性能分析具有重要意义.基于目标最优机动条件下线性化导弹目标运动学模型,研究了比例导引制导系统在末端区的特性,根据制导系统时间常数和阻尼比变化特征,提出根据制导系统特征参数划分末端区的定义方法,仿真计算表明本文的定义方法是合适的.研究结论对制导系统设计,相关总体指标制定和性能仿真验证具有参考意义.     

关于寻的导弹的脱靶距离动力学

在防空导弹的整个设计过程中,首先要确定威胁目标,所要防御区域的大小以及防空武器的杀伤效能。这些参数通常用来规定制导系统所能达到的系统脱靶距离.本文是研究脱靶距离和一般的雷达制导系统参数之间的关系。这种关系可以用图表和公式表示。它们通常能够用来综合某些主要分系统的技术要求。文中给出的设计例子说明了这些曲线和公式在系统综合中的应用。     

视线角约束自适应滑模中制导律

基于导弹和目标相对运动方程,设计了视线角约束自适应滑模中制导律。应用Lyapunov稳定性理论证明了该制导律能使制导系统在有限时间内收敛至滑动模态面;当制导系统进入滑动模态面后,基于积分理论证明了中末制导交班时刻视线角能够收敛至期望值且视线角速率可以收敛至零附近。进一步将该制导律扩展到三维空间的拦截问题。最后,针对拦截正弦机动目标进行了仿真。结果表明:设计的制导律鲁棒性强,引起的交班误差小。     

六自由度导弹制导系统的建模与仿真研究

战术导弹最优制导规律研究是提高导弹制导性能及精度的关键技术之一,需要进行理论研究和大量的仿真计算,以确定最优制导规律和控制系统参数。本文反导弹的空间运动状态用六自由度数学模型来描述,建立了六自由度的导弹运动模型、目标运动模型和相对运动模型等。研究出了进行战术导弹制导系统研究的六自由度仿真软件包,共由十多个模块组成。文中介绍了仿真软件的设计思想和程序结构。应用本仿真软件包可进行战术导弹制导规律专题研     

应用SLAM法对导弹制导系统的统计分析

本文对导弹制导系统的一种新的统计分析方法——SLAM法进行了研究,推导出了SLAM法模型,并在此基础上编制了SLAM法统计分析程序,用实例分析了几种随机干扰对导弹制导系统统计性能的影响,仿真结果与导弹实际情况是吻合的。从而说明本文推导的SLAM模型及统计分析程序准确可靠。文中所采用的CADET模型自动转换程序、SLAM法统计分析程序均可用于其他类型的导弹制导系统的统计分析。     

导弹防御系统协同拦截的有效性分析

协同作战是未来导弹防御系统中的主要作战形式.运用运筹学理论及0-1规划原理对协同效果进行建模,并以最小漏截率和最少拦截器消耗为优化目标,建立了导弹防御系统协同拦截的效能评估模型;经过具体实例进行仿真验证,证明了该模型的可行性和协同作战的有效性.另外,对建模过程进行了较详细的介绍,并给出了具体实例,仿真曲线和结论.     

攻防对抗实时仿真系统设计

针对地基导弹拦截高速高空目标进行了攻防对抗实时数学仿真设计.首先介绍了攻防对抗数学模型及几种中制导段导引律,并针对不同目标情况进行仿真,比较分析了几种导引律对拦截弹初始对准角和命中率的影响;引入实时仿真界面及实时动态演示系统对仿真过程和结果进行控制、显示和检测;最后进行结果分析并给出结论.该仿真系统的设计完成了系统建模、制导律设计、可视化演示,具有一定的工程实用性.     

未来巡航导弹的发展趋势

近年来 ,欧美等军事大国为了解决巡航导弹飞行时间长 ,易被拦截的致命弱点 ,不惜投入重金开发和研究大于 5马赫的高超音速导弹 ,这种导弹到达目标的飞行时间仅为亚音速巡航导弹的 1/ 10 ,因此能以极高的速度和及短的时间攻击运动目标。因高超音速巡航导弹的寻的头构造比亚音速导弹简单 ,因而其成本更为便宜 ,并具有更高的杀伤概率。巡航导弹有两个制导系统 :即中段导航系统和末段寻的系统。近程巡航导弹可以仅用惯性和末段制导。远程导弹需要辅助信息用以补偿制导本身的误差。末段制导系统帮助导弹在最后的飞行阶段寻找目标。以上系统可以采…     

捷变频雷达目标信号的射频仿真

介绍了一种用于非相参捷变频体制导弹末制导雷达目标信号射频仿真的模拟器。该模拟器应用于导弹制导系统半实物仿真实验 ,采用测频引导方式产生目标源信号 ,利用天线阵列模拟目标的角位置。针对末制导雷达工作在捷变频状态时对目标阵列精位控制的影响 ,通过硬件查表措施对目标位置误差进行实时修正。配合实物末制导雷达进行仿真实验的结果表明 ,该模拟器在目标阵列视场角不大的条件下能很好地工作 ,并且具有很高的精度     

基于扰动观测器的终端角约束滑模导引律

为了对导弹攻击机动目标时的终端角进行约束,提出了一种基于扰动观测器的滑模导引律。将导弹速度的时变、运动目标的机动逃逸等视为对导弹目标相对运动系统的总扰动,采用扰动观测器对总扰动进行有效估计,结合滑模控制理论提出了一种对导弹终端角进行约束的导引律,并基于李雅普诺夫稳定性原理证明了该导引律的渐进稳定性。为满足制导精度并有效地抑制抖振,运用边界层法对该导引律进行了改进,分析并确定了制导精度、边界层厚度和导引律系数之间的关系。仿真结果表明,该导引律具有良好的导引性能和鲁棒性,且与普通的滑模导引律相比,具有较小的导弹最大法向加速度和较平缓的法向加速度变化过程,有利于工程实现。     

复合导引头交接班成功概率的建模与仿真

中、末制导交班是复合导引头需要重点解决的问题的之一.将交接班成功概率分解为目标落在末制导导引头视场内的概率和导引头对目标的检测概率,根据交接班参数计算的需要对复杂的导弹空气动力学方程和制导系统模型进行了简化,建立了一个包含多种主-要误差源的交接班成功概率模型,可仿真生成任意时刻的交接班成功概率.对典型场景的仿真验证了该模型的合理性和实效性.     

全捷联被动雷达末制导系统设计

为解决全捷联被动雷达导引头大测量误差下的精确制导问题,从实际工程应用角度出发,对全捷联被动雷达末制导系统进行了研究。首先,建立了全捷联被动雷达导引头模型。其次,针对系统非线性、滤波稳定性、计算量及制导与姿态控制的耦合问题,提出了基于容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter, CKF)的制导信息提取、滑模变结构制导、三回路过载驾驶仪等算法相结合的末制导系统方案。最后,结合反辐射导弹应用场景,建立全系统仿真模型进行方案验证。结果表明,所设计的末制导系统对静止目标的打击精度为2 m,对于15 m/s以内的慢速移动目标,也具有较好的适应能力,落点圆概率误差(circular error probability, CEP)可以达到10 m左右。     

LQR制导技术同虚拟目标制导系统的比较

本文提出用线性二次调节器(LQR)作为战略导弹的制导技术。将这个系统同虚拟目标制导系统(VTG)进行了比较。VTG系统正用在空军的SRAM A导弹和ASAT系统上。比较通过下列两点来进行:1)导弹导引增益系数的数学分析,2)验证各自对付脱离标准飞行情况的能力。分析结果表明,就最优性和灵活性而论,LQR作为一种制导方案远优于VTG。用现代控制理论,在下一代导弹上将能实现更充分、更有效的制导系统。     

全捷联被动雷达末制导系统设计

为解决全捷联被动雷达导引头大测量误差下的精确制导问题,从实际工程应用角度出发,对全捷联被动雷达末制导系统进行了研究。首先,建立了全捷联被动雷达导引头模型。其次,针对系统非线性、滤波稳定性、计算量及制导与姿态控制的耦合问题,提出了基于容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter, CKF)的制导信息提取、滑模变结构制导、三回路过载驾驶仪等算法相结合的末制导系统方案。最后,结合反辐射导弹应用场景,建立全系统仿真模型进行方案验证。结果表明,所设计的末制导系统对静止目标的打击精度为2 m,对于15 m/s以内的慢速移动目标,也具有较好的适应能力,落点圆概率误差(circular error probability, CEP)可以达到10 m左右。     

防空导弹对编队攻击机的反击方案分析

根据现代反空袭作战过程所体现的动态性,提出了防空导弹防御系统对敌多编队的反击方案模型.以多编队遭到反击的导弹数量作为评估的标准,在作战双方战局要素已知情况下,按照目标平均分配的指挥决策,计算每个导弹综合体向各个攻击机群发射的导弹数.给出了应用该方案的具体步骤,通过仿真计算验证了这一方案的有效性.     

基于HLA的舰空导弹反导仿真系统的设计与实现

针对舰空导弹反导仿真系统及其作战环境,提出了基于高层体系结构(HLA)的仿真设计方案.依据HLA/RTI规范,建立了舰空导弹反导仿真系统的体系结构.采用UML的可视化建模技术,设计了反导仿真系统的静态结构模型和动态行为模型.分析开发了舰空导弹反导仿真联邦的FOM/SOM,给出了联邦成员的实现过程和方法,实现了一个可重用、具有互操作性的舰空导弹反导仿真联邦,该系统为作战研究、装备发展、战术应用论证提供了一个参考试验平台.     

雷达导引头指向误差对导弹制导的影响与对策

受相控阵天线指向误差和天线罩瞄准误差的共同影响,相控阵雷达导引头存在较严重的指向误差。当指向误差斜率超出一定范围时会造成导弹制导系统出现寄生回路振荡问题,影响系统的稳定性和制导精度,在高空尤为明显。对此,本文通过构建相控阵雷达导引头制导系统模型,分析了导引头指向误差斜率对导弹制导的影响以及产生寄生回路振荡的机理;为消除导引头指向误差斜率对制导的不利影响,在指向误差测量补偿的基础上,又给出了一种多模型扩展卡尔曼滤波的估计方法,对导引头指向误差斜率进行实时估计与补偿。数字仿真结果表明,所提方法能够有效改善导引头指向误差斜率对制导系统的不利影响,提高系统稳定性和制导精度。