空地导弹先进制导律研究

发布时间：2020-05-31 16:29

【摘要】：随着导弹技术的发展和在现代战争中的成功应用,现代战争方式也发生着改变,出现了导弹空袭的作战模式,空地导弹也已经成为航空武器发展的重点。在近年来的局部战争中,空地攻击已经从以往的地毯式轰炸模式逐步演变为精确度很高的外科手术式攻击模式。精确制导给导弹的制导系统,尤其是制导律提出了严格的要求,先进制导律的设计随着精确制导武器的发展而发展。本文以三维空间空地导弹末制导段为背景,在现有最优控制理论和变结构控制理论的研究基础上,研究了多约束条件下的最优制导律和变结构制导律,并进行了运动学和动力学通用仿真平台的设计以及仿真可视化的相关研究工作。论文主要研究内容包括:首先,本文建立了导弹和目标的数学模型以及制导模型,为最优制导律和变结构制导律的研究以及仿真平台设计奠定了基础。将三维空间按视线坐标系分解为两个互相垂直的二维平面,通过对三维空间和二维平面的运动及参数关系的推导分析,得到了速度、角度以及角速度关系方程;这些方程具有很强的通用性,通过它们可以直接将制导律从二维平面推广到三维空间,从而大大减少了三维空间制导律的设计难度。其次,本文应用最优控制理论研究和设计了三维空间多约束条件下的最优制导律。根据目标的运动状态,分别研究和设计了针对固定目标和考虑目标机动的最优制导律,其间应用伴随变换法解决了非齐次方程的求解问题。研究发现,传统的三维制导律只是本文制导律在一定条件下的简化情形。对比仿真证明了本文结论的正确性。随后,本文应用变结构控制理论研究和设计了三维空间多约束条件下的变结构制导律,并结合最优制导律的结论得到了最优滑模变结构制导律。针对削弱变结构制导律的抖振问题本文引入了准滑动模态的概念,最终分别推导得到了具有饱和函数及继电特性连续化的准滑模变结构制导律。对比仿真发现,准滑模变结构制导律削弱抖振效果明显。最后,本文基于模块化和系统工程的思想设计了三维运动学通用仿真平台,以该平台为基础只需替换相应模块便可实现具体制导律的仿真。在运动学通用仿真平台的基础上考虑自动驾驶仪及导弹的动力学特性等,本文设计了动力学通用仿真平台。最后本文完成了仿真可视化的设计,将模型仿真数据通过接口传输到可视化软件中,达到了可实时观察仿真过程的目的,便于设计者更直观、更方便、更快速地发现设计中存在的问题从而反馈于设计。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ765

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李新国,陈士橹;非线性H_∞鲁棒制导律设计[J];宇航学报;2000年S1期

2 屠文庆;导弹模糊制导律[J];航空兵器;2000年04期

3 于英杰,刘藻珍;变结构制导律分析[J];弹箭与制导学报;2001年04期

4 罗喜霜,张天桥;远程多用途导弹中段制导律(英文)[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);2002年02期

5 王青,毕靖;一种对噪声干扰鲁棒的模糊末制导律设计与仿真[J];系统仿真学报;2004年01期

6 李新国,毛承元,陈红英;H_∞制导律的统计性能分析[J];西北工业大学学报;2004年01期

7 王广宇;一种新的变结构制导律研究[J];航天控制;2005年03期

8 井建辉;杨军;张延生;贾海鹏;;智能化最优滑模制导律研究[J];弹箭与制导学报;2005年S3期

9 杨曦麟;闫杰;;一种基于李亚普诺夫理论的制导律[J];弹箭与制导学报;2005年S4期

10 杨晨;袁博;杨军;郑志伟;;射后截获纵向最优中制导律研究[J];弹箭与制导学报;2006年01期

相关会议论文 前9条

1 郑立伟;荆武兴;;基于零作用误差的自适应变结构制导律[A];第25届中国控制会议论文集（中册）[C];2006年

2 王钊;李世华;张涛;费树岷;;基于有限时间控制的制导律研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年

3 郑立伟;荆武兴;;适用于大气层外拦截器的近最优中制导律[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

4 梁宏伟;马保离;;导弹拦截的一种非线性自适应制导律[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

5 张运喜;焦纲领;孙明玮;陈增强;;带入射角约束的有限时间收敛滑模制导律研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年

6 蔡立军;周风岐;;具有有界控制的导弹空间末制导律[A];1995年中国控制会议论文集（下）[C];1995年

7 王超;徐瑞;;基于时间-燃耗优化的火星反推制动制导律设计[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第十届学术年会论文集[C];2013年

8 张振南;李兴玮;;攻击机动目标的制导律研究[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年

9 顾文锦;张汝川;赵红超;;基于自适应模糊神经网络逼近的滑模制导算法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

相关博士学位论文 前5条

1 刁兆师;导弹精确高效末制导与控制若干关键技术研究[D];北京理工大学;2015年

2 袁丽英;拦截机动目标非线性制导律设计[D];哈尔滨工业大学;2008年

3 张运喜;有限时间收敛滑模制导律研究[D];南开大学;2013年

4 孙未蒙;空地制导武器多约束条件下的制导律设计[D];国防科学技术大学;2008年

5 郭鹏飞;旋转弹质量矩控制技术与末制导技术研究[D];北京理工大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘旭;带落角约束的模糊神经网络变结构末制导律研究[D];沈阳理工大学;2015年

2 翁雪花;考虑终端约束的末制导方法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 杨超;攻击时间可控的制导律设计[D];哈尔滨工业大学;2015年

4 肖刚;多约束条件下反临近空间目标中制导律设计[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 贺群;直接力/气动力复合控制导弹的末制导律设计[D];哈尔滨工业大学;2015年

6 周运强;空地导弹先进制导律研究[D];北京理工大学;2016年

7 王国杰;拦截大机动目标的制导律研究[D];中北大学;2012年

8 杨丹;空间拦截变结构末制导律研究[D];上海交通大学;2013年

9 李庆波;智能制导律的设计及其仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

10 单宝灯;基于模糊逻辑的导弹精确末制导律研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

，

本文编号：2690143