歼击机超机动飞行控制及多机协同多目标攻击技术研究

发布时间：2017-04-25 12:06

  本文关键词：歼击机超机动飞行控制及多机协同多目标攻击技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 本文围绕着歼击机的超机动飞行控制、空空导弹三维末制导律、多机协同多目标攻击、空对地攻击及对地攻击三维视景仿真这几个方面展开了一系列的研究工作: 首先基于轨迹线性化控制方法研究了新一代歼击机超机动飞行控制系统的设计问题。给出了歼击机超机动飞行的非线性数学模型,根据奇异摄动理论,将超机动飞行控制系统分成快慢两个回路,为其分别设计了轨迹线性化控制器并进行了典型超机动动作的仿真;考虑到系统建模误差和外界干扰等不确定因素对TLC控制器性能的影响,研究了鲁棒轨迹线性化控制方法,设计了相应的控制器,并进行了仿真验证。 其次对空空导弹的三维末制导律进行了研究。在建立了三维制导模型的基础上,简单研究了三维比例制导律及滑模变结构制导律;针对空战中大多数目标都具备机动能力的情况,在平行接近法的基础上,结合轨迹线性化控制方法,提出了一种新型的三维末制导律;仿真结果表明,所提出的三维TLC制导律是有效的,且在目标机动情况下比其它两种制导律有着更强的鲁棒性和适应性。 随后研究了多机协同多目标攻击的空战决策算法。对于单机多目标攻击情况,采用隶属度线性加权规划方法完成了目标的攻击排序,并对预攻击的目标进行了火力分配;对多机协同攻击多个目标的情况,首先将大规模多机空战转化为小集团作战,然后在每个小集团内部,基于蚁群算法研究了协同空战决策,并对其进行了仿真实现。 接着研究了现代空对地攻击技术。主要包括对地攻击决策算法和空地导弹攻击的全过程弹道仿真。基于变结构控制理论,重点研究了空地导弹的带落角约束的自导段导引律,仿真结果表明了它的有效性。 最后在Windows平台上基于虚拟仿真软件MultiGen Creator、Vega和VC++研究了对地攻击三维视景仿真,生动演示了导弹攻击地面目标的全过程。
【关键词】：超机动 轨迹线性化控制 飞行控制系统 三维末制导律 多机协同攻击 空战决策 空对地攻击 三维视景仿真
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：V271.41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 课题研究的背景、目的及意义13-15
• 1.2 本课题的国内外发展现状15-18
• 1.2.1 超常规机动的国内外发展现状15-16
• 1.2.2 空空导弹的国内外发展现状16
• 1.2.3 多机协同多目标攻击的国内外发展现状16-17
• 1.2.4 空对地攻击技术的国内外发展现状17-18
• 1.3 课题研究中所涉及的关键技术18
• 1.4 本文研究内容概要18-20
• 第二章 基于TLC 的新一代歼击机超机动飞行控制研究20-48
• 2.1 新一代歼击机超机动飞行的非线性数学模型20-23
• 2.2 新一代歼击机的操纵及舵面限幅23-24
• 2.3 基于时标分离的新一代歼击机超机动飞行的仿射非线性模型24-29
• 2.4 基于轨迹线性化控制的新一代歼击机超机动飞行控制系统设计29-35
• 2.4.1 轨迹线性化控制(TLC)方法的设计思想29-31
• 2.4.2 新一代歼击机超机动飞行的轨迹线性化控制律设计31-35
• 2.4.2.1 内外回路标称指令的计算31-32
• 2.4.2.2 外回路控制器设计32-33
• 2.4.2.3 内回路控制器设计33-35
• 2.4.2.4 闭环PD 谱设计35
• 2.5 典型超机动动作的仿真实现35-42
• 2.5.1 眼镜蛇机动仿真36-38
• 2.5.2 赫布斯特机动仿真38-41
• 2.5.3 仿真结果分析41-42
• 2.6 新一代歼击机鲁棒轨迹线性化控制方法42-48
• 2.6.1 问题陈述42-43
• 2.6.2 鲁棒轨迹线性化控制器设计43-45
• 2.6.3 仿真结果及分析45-48
• 第三章 空空导弹三维末制导律研究48-63
• 3.1 导弹导引律发展概述48
• 3.2 空空导弹动力学模型48-50
• 3.3 空空导弹三维制导模型50-53
• 3.4 空空导弹三维末制导律53-60
• 3.4.1 比例制导律53
• 3.4.2 滑模变结构制导律53-56
• 3.4.3 基于轨迹线性化控制的三维末制导律56-58
• 3.4.4 仿真结果及分析58-60
• 3.5 导弹三维脱靶量的估算60-63
• 第四章 多机协同多目标攻击的空战决策算法63-95
• 4.1 动态目标信息的获取与目标运动参数的转换63-68
• 4.2 单机多目标攻击的决策算法68-81
• 4.2.1 单机多目标攻击逻辑决策模型69-70
• 4.2.2 空战目标威胁评估算法70-75
• 4.2.3 基于隶属度线性加权规划方法的单机多目标攻击排序75-78
• 4.2.4 目标火力分配78-79
• 4.2.5 单机多目标攻击逻辑的决策仿真79-81
• 4.3 多机协同多目标攻击的空战决策算法81-95
• 4.3.1 综合优势指数的构造81-83
• 4.3.2 大规模多机空战转化为小规模集团作战83-84
• 4.3.3 基于蚁群算法的协同多目标攻击空战决策84-88
• 4.3.3.1 蚁群算法的基本原理84-86
• 4.3.3.2 协同多目标攻击空战决策模型86-87
• 4.3.3.3 协同多目标攻击空战决策的蚁群算法设计87-88
• 4.3.4 多机协同多目标攻击的空战决策仿真88-95
• 第五章 现代空对地攻击技术研究95-109
• 5.1 现代空对地攻击系统概述95-97
• 5.1.1 空对地攻击作战任务95
• 5.1.2 对地攻击系统的构成95-97
• 5.2 单机对地面多个目标的攻击决策算法97-99
• 5.3 空地导弹攻击弹道仿真99-109
• 5.3.1 抛撒段99-100
• 5.3.2 下滑段100-101
• 5.3.3 转平段101-102
• 5.3.4 平飞段102-103
• 5.3.5 自导段103-107
• 5.3.5.1 导弹与地面目标的运动学关系模型103-104
• 5.3.5.2 落角约束104-105
• 5.3.5.3 导引律设计105-106
• 5.3.5.4 自导段弹道仿真106-107
• 5.3.6 全弹道仿真107-109
• 第六章 对地攻击可视化仿真研究109-118
• 6.1 可视化仿真技术概述109-110
• 6.1.1 MultiGen Creator 简介109-110
• 6.1.2 Vega 简介110
• 6.2 基于API 函数的视景仿真系统设计110-115
• 6.2.1 实体模型及地形的建立110-112
• 6.2.2 视景的管理与驱动112-114
• 6.2.3 攻击特效技术114-115
• 6.3 对地攻击可视化仿真的实现115-118
• 6.3.1 情景描述115
• 6.3.2 利用Creator 建立导弹和坦克的三维模型115-116
• 6.3.3 导弹攻击目标的三维视景效果116-118
• 第七章 总结与展望118-121
• 7.1 本文的主要工作及贡献118-119
• 7.2 不足之处与进一步研究展望119-121
• 参考文献121-125
• 致谢125-126
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文126-127
• 附录一127-128
• 附录二128

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 嵇亮亮;姜长生;;基于协同攻防的多机空战目标分配及排序[J];电光与控制;2008年09期

2 王芳;姜长生;;多机协同多目标攻击的遗传蚁群算法研究[J];电光与控制;2008年10期

3 杜永伟;张斌;陈中起;曲大鹏;;空地多目标序贯攻击水平最优航迹实现[J];电光与控制;2010年10期

4 刘正敏;姜长生;陈志伟;;多机协同空战中的威胁排序[J];电光与控制;2011年02期

5 常勇;吴庆宪;张立珍;姜长生;;基于MAS的无人机纵向飞行控制[J];电光与控制;2011年03期

6 常勇;姜长生;陈志伟;;基于模糊神经网络的多机多目标空战决策[J];电光与控制;2011年04期

7 吴文海;周思羽;高丽;祝萌;;超视距空战过程分析[J];飞行力学;2011年06期

8 潘寒尽;王威;邱学军;张欣;;基于分布式计算的多机协同空战目标分配算法[J];电光与控制;2013年01期

9 于雷;陈中起;周中良;杜永伟;;空地多目标序贯攻击三维最优航迹实现[J];火力与指挥控制;2011年08期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 陈志伟;无人机空战攻防一体化自主攻击决策研究[D];南京航空航天大学;2011年

2 张立珍;无人机自主飞行控制系统的设计[D];南京航空航天大学;2011年

3 朱昆;无人战机协同攻防关键技术研究[D];沈阳航空航天大学;2012年

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本文编号：326276