拦截机动目标自适应反馈线性化末制导律

针对采用反馈线性化制导律拦截机动目标时,需要相对运动模型精确,对参数不确定无法保证系统鲁棒性的问题,提出一种自适应反馈线性化制导律设计方法.将目标机动加速度视为未知量,建立拦截器与目标的非线性相对运动模型.应用反馈线性化和模型参考自适应理论获得制导律,同时对目标加速度进行估计.该制导律形式简单,不需要知道目标精确的加速度信息.仿真结果表明该制导律能完成不确定机动目标的拦截.     

基于目标机动检测的集成估计与制导方法

基于传统的估计器和制导律独立优化设计方法在实际的目标拦截情形中如有界控制、饱和状态变量等其综合性能不是最优,同时目标机动估计延迟对拦截导弹寻的性能具有较大影响,将估计器和制导律集成考虑,给出一种适用于随机机动目标拦截的自适应集成估计与制导方法。该方法主要由滤波器组、制导律组和1个目标机动命令切换时间检测器构成。检测器为广义似然比检测器,对目标机动特征如目标机动突变时间和突变量等进行检测,并由检测时间对滤波器和制导律进行在线选择,从而削弱估计延迟对导弹寻性能的影响。基于Monte Carlo试验法进行仿真。研究结果表明：该集成估计和制导设计方法与具有单一滤波器和制导律的方法相比,可有效提高导弹单发命中概率。     

三体对抗中的微分对策协同突防策略

在我方高价值飞行器或突防导弹面对敌方拦截器的拦截,采取逃逸机动并释放一枚拦截器的主动防御策略时,提出了离散的协同追踪-逃逸导引律。首先,采用线性二次微分对策的方法对双方飞行器任意阶动力学进行分析,对离散化后的二次型性能指标给出了最优解。该导引律从攻防双方博弈的角度考虑:突防导弹和防御器一方分别采取最优协同逃逸、追踪策略;拦截器一方采取相对应的最优追踪或躲避策略。导引律取决于拦截器和防御器、突防导弹和拦截器的零控脱靶量。其次,设置的仿真情形展示协同下的优势,与传统的一对一导引律相比,协同导引律能够极大的减小对防御器机动能力的需求。最后验证了该算法对的权值不确定性有良好的鲁棒性。     

基于制导/估计综合设计的协同制导律

基于普通分离原理,将反导作战噪声环境中拦截高速机动目标的制导问题考虑为一类非线性、非高斯追逃拦截问题.引入追逃未达集概念,利用几何方法将估计器设计方法结合到制导律的设计中,通过理论推导综合设计了估计器和制导律,并在此基础上,在目标函数中,引入包围因子,对多拦截器协同制导律进行了研究.数值仿真验证了基于制导/估计综合设计的协同制导律的制导性能和有效性.     

三体对抗策略的预警机主动防御最优协同制导算法

针对预警机机动能力有限,在空战中易受到敌方先进导弹的“瞄准斩首”威胁的作战情况,研究由预警机或者护航机发射防御导弹以对抗来袭导弹,并在战场感知、信息共享、战术协同的条件下,预警机进行规避动作的主动防御方法设计。充分利用最优控制理论,在研究推导二维平面下目标飞机、防御导弹、目标导弹组成的三体攻防对抗问题中最优协同制导算法的基础上,通过三维空间主动防御过程的二维投影的方法,将三维主动防御制导律设计问题转化为两个相互约束的二维平面制导律(水平面和垂直面)设计问题,实现了协同制导律从二维向三维的扩展。仿真结果表明,相对于传统的拦截制导算法,所提出的制导算法不仅满足所需的拦截精度,而且具有较小的拦截过载,具有一定的优越性。     

拦截高速机动目标最优制导策略

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。     

超声速载体的末端制导拦截算法

超声速载体是未来战场区域最主要的攻击武器,超声速载体具有攻击速度快、飞行距离远,突防能力强的特点。为了解决对超声速载体的前向拦截问题,在现有的末制导导引律的基础上,以脱靶量作为优化判据,建立了三种具有代表性的末制导律解决高超声速目标前向拦截问题的可行性。并通过建立拦截弹与超声速载体的三自由度运动模型,提出利用修正比例制导律、滑模变结构制导律和微分对策制导律对拦截弹的攻击区域和正迎头范围进行修正。仿真结果表明,提出的算法具有较高的末端制导拦截精度,为后续实际工程应用研究提供一定的理论基础。     

具有碰撞角度约束的微分对策制导律

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。     

动能拦截弹末段制导导引律设计与仿真实现

大气层外动能拦截弹(EKV)是导弹攻防系统中一个重要的拦截作战系统。为了提高制导精度,在末段制导过程中必须采用性能优良的导引律。针对反导导弹末段的飞行特点及应用场合,根据脱靶量最小的原则,设计并实现了三维扩展比例导引模型。扩展比例导引在经典比例导引模型的基础上,通过对目标角加速度的估计,判断目标的运动趋势,可有效提高拦截精度。仿真图形及脱靶量实验对比结果证实了该导引方法的有效性及实用性。     

一种基于ELMAN神经网络的最优中制导律

对于中远程导弹,为得到最优中制导弹道,提出了一种基于ELMAN神经网络的最优中制导律。研究和仿真分析表明这种基于ELMAN神经网络的最优中制导律与其它末制导律配合,可有效提高导弹拦截机动目标的性能。