基于数学仿真的制导炸弹制导控制律性能综合评估方法研究

发布时间：2020-11-17 21:26

　　 制导炸弹是现代高技术局部战争中使用数量最大的常规兵器,在战争中具有重要地位。伴随着制导炸弹的迅速发展,其系统结构越来越复杂,出现了诸如研发成本高、研发周期长等问题。性能优良的制导控制律方案,作为制导炸弹研发的重要组成,在制导炸弹作战效能发挥中起着极其重要的作用。本文开展制导炸弹制导控制律性能综合评估方法的探索研究,旨在应用综合评估方法对制导控制律性能综合评估,能够为制导炸弹选取制导控制律方案提供参考。本文以某型号制导炸弹对敌中型机动指挥所精确打击为背景,基于制导控制律仿真程序探索研究制导控制律性能综合评估方法。主要工作如下:首先,对制导控制律性能综合评估方法进行分析。从指标数据标准化方法、指标赋权方法和指标综合方法三部分对制导控制律性能综合评估方法进行了分析,并提出了综合评估方法设计思路的步骤,为后续深入研究奠定了基础。其次,建立综合评估指标体系和制导控制律仿真程序,对底层指标原始数据计算方法进行研究。基于数学仿真程序及数据,分制导律性能和控制律性能两部分,分别建立评估指标体系;根据课题研究背景和制导控制律特点,分别建立弹体模型仿真程序和不同制导控制律仿真程序;根据指标数据获取的途径不同将底层指标分成三类,基于仿真数据文件,各自给出指标数据计算方法及算例。然后,对指标标准化方法、指标赋权方法和指标综合方法进行深入研究。按照指标所属类型分别探讨相应的标准化函数,并给出典型标准化函数的算例;在常用的指标赋权方法基础上,结合实际,对指标赋权方法进行了探索研究,并给出指标赋权方法算例;采用变权综合方法对指标进行综合,并给出算例和分析;对研究的制导控制律性能综合评估算法进行了总结。最后,计算综合评估结果并对综合评估方法进行分析。针对两个制导控制律方案,各自计算综合评估结果,并对结果进行了分析;结合综合评估结果,对综合评估方法从可行性、有效性及普遍适用性进行了分析。
【学位单位】：国防科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TJ414
【部分图文】：

、磁等各领域的武器装备正在朝着多样化、智能化、精锐化方向迅猛发展。，以自动化技术为基础的精确制导武器在战争中得到迅速发展，并发挥了跨、颠覆式打击作用。精确制导武器，是指采用精确的引导和控制技术、使其很高的直接命中率、能够自动识别和打击目标要害部位的武器。制导炸弹是制导武器的重要组成部分，是战斗轰炸机、强击机等空中力量对（海）面建、桥梁、中小型指挥所、机场跑道、防空雷达阵地、水面舰艇等多种军用目施精确打击的重要手段[1]。制导炸弹是由普通炸弹安装卫星定位/惯性制导设制后、极大提高命中精度的先进作战武器，现已成为防区外对敌攻击的重要武器[2]。它具有精度高、投放距离远、成本低等特点，已成为现代高技术局部中使用数量最大的高效能常规兵器。制导炸弹首次应用要追溯到二战时期，1943 年 9 月，德军“道尔尼-217”应用―弗利兹-X‖制导炸弹（图 1.1）准确命中意大利海军的“罗马”号战列舰导炸弹大规模应用是在越南战争中，“宝石路”系列激光制导炸弹（GBU-1BU-12）和电视制导炸弹（GBU-8、GBU-9、AGM-62A“白星眼”）先后研得以成功应用。

图 1.2 JDAM - 联合制导攻击武器―杰达姆‖制导炸弹具有多种制导方式，其中具有 GPS 导航能力的制导炸弹代表着制导炸弹的重要发展方向[3]。提高制导炸弹的制导精度、系列化、新型引信、发展特种弹药、提高防区外打击能力和发展制导集束炸弹是制导炸弹的发展趋势。制导控制系统是精确制导武器的核心[4]，肩负着目标搜索、飞行器制导、姿态控制等重要任务。制导系统是影响制导炸弹作战效能最重要、最直接的因素，只有具有性能可靠、抗干扰性好的导引律，制导炸弹才能在制导控制系统的作用下精确快速的命中目标；另外，稳定控制系统直接决定制导炸弹的机动性能，比如，采用倾斜转弯控制方式(BTT)的制导炸弹，当滚动控制快速将弹体最大升力面转到理想的机动方向上，俯仰控制产生升力面内需要的最大机动过载时，要保证偏航通道具有一定的稳定性；同时，当导弹快速滚转到主升力面内以大机动过载加速时，要保证侧滑角尽量为零，以使得弹体速度处于主升力平面内。由于制导控制系统结构复杂，系统往往是多输入多输出、强非线性，且系统模型往往存在诸多不确定性，如飞行器环境、气动参数、飞行器结构变化等，因而在一定程度上影响着制导控制系统性能。要想提高制导控制系统良好的性能，并保证其研发效率，

图 3.10 弹体模型仿真程序（二）制导控制律仿真程序通过对两个制导控制律方案数学仿真，得到其制导控制律 simulink 仿真程序，其制导律模块和控制律模块仿真程序的仿真框图结构相同，如图 3.11、3.12：图 3.11 制导律模块 simulink 仿真框图
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本文编号：2887934