大气层外动能拦截器中段制导相关问题研究

发布时间：2020-07-05 12:11

【摘要】：动能拦截器作为目前最现实可行的弹道导弹防御武器,已成为世界军事领域研究的焦点。动能拦截器的飞行过程分为初始段、中段和末段,其中飞行中段时空跨度大,攻防双方对抗激烈,是拦截制导策略优劣体现最集中的地方。动能拦截器中段制导相关问题的研究主要包括中制导律设计和中末段交接班两个方面。本文针对动能拦截器在大气层外拦截机动目标的问题,对中制导律设计与中末段交接班进行了深入研究,目的在于优化中制导律设计,提高中末段交接班的效果,论文的主要工作如下:首先,根据收集整理的动能拦截器相关参数,建立了大气层外动能拦截器动力学模型,为描述动能拦截器飞行过程中的运动与进行中制导律设计奠定了基础。其次,针对中末段交接班中导引头交接班的问题,从距离截获和角度截获两个方面进行了研究。利用红外辐射与红外探测等方面的知识,推导出动能拦截器红外导引头距离截获概率与弹目相对距离之间的关系;考虑制导雷达误差,根据误差传递关系建立了动能拦截器角度截获概率模型,仿真分析了影响角度截获概率的主要因素,对中制导律设计提出了终端约束。然后,根据导引头交接班的角度截获条件,针对目标机动较大和目标机动较小两种情况,利用变结构控制理论和最优控制理论分别设计了中制导律,通过仿真验证了所设计的中制导律的有效性,并基于姿轨控发动机脉冲工作方式设计了姿轨控制律进行了制导律的实现。最后,针对中末段交接班中弹道交接班的问题,根据交接过渡段制导的概念,设计了一种能够实现二阶平滑的中末交接律。根据弹体时滞参数及累积航向误差对交接班时间的影响确定了算法参数,并通过仿真验证了所设计的交接律能够实现中末弹道二阶平滑过渡。
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ765.3
【图文】：

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国防科学技术大学研究生院硕士学位论文图1.2 EKV在美国导弹防御系统中的位置图1.3 EKV外形示意图体现大气层外动能拦截器（EKV）上。2014年6月22日，配备了EKV最新增强型CE-IIEKV的地基中段防御系统首次进行飞行试验，并成功拦截目标。试验中，目标导弹从夸贾林试验场发射，6分钟后，地基拦截弹从范登堡空军基地发射，助推火箭把动能拦截器送入正对来袭弹头的轨道，在拦截器飞行过程中，作战管理系统通过“飞行中的拦截器通信系统”(IFICS)向动能拦截器发送目标更新数据，在红外导引头捕捉到目标后拦截器开始自主飞行，最终以约6km/s 的速度与目标相撞，成功将其摧毁。这次试验标志着美国地基中段防御系统取得了突破性的进展。我国由于国情实际

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1.2 EKV在美国导弹防御系统中的位置图1.3 EKV外形示意图体现大气层外动能拦截器（EKV）上。2014年6月22日，配备了EKV最新增强型CE-IIEKV的地基中段防御系统首次进行飞行试验，并成功拦截目标。试验中，目标导弹从夸贾林试验场发射，6分钟后，地基拦截弹从范登堡空军基地发射，助推火箭把动能拦截器送入正对来袭弹头的轨道，在拦截器飞行过程中，作战管理系统通过“飞行中的拦截器通信系统”(IFICS)向动能拦截器发送目标更新数据，在红外导引头捕捉到目标后拦截器开始自主飞行，最终以约6km/s 的速度与目标相撞，成功将其摧毁。这次试验标志着美国地基中段防御系统取得了突破性的进展。我国由于国情实际

【参考文献】