多拦截器协同制导控制问题研究

发布时间：2021-09-03 21:25

　　随着未来空战环境越来越复杂，作战武器性能日益提高，临近空间高超音速飞行器作为新一代精确打击武器，具有极大的战略意义和应用价值，因此，发展有效的高超声速防御技术迫在眉睫。对快速高机动飞行目标进行拦截的难点主要包括：探测难和拦截难。探测难主要表现在以下三个方面：（1）空天背景中的电磁波、反射、折射对探测产生影响；（2）目标高速飞行与大气强烈作用对红外探测系统产生影响；（3）拦截器观测视场有限，探测精度低。导致拦截难的因素主要包括以下几个方面：（1）目标飞行速度极快，拦截器反应时间短；（2）目标具有一定的机动能力，且机动含有不确定性；（3）末制导段时间短，拦截器的可用过载对自身弹道的修偏能力往往不高。因此，本文研究采用多个拦截器对高超声速目标进行协同探测，并设计基于动态目标覆盖理论的协同导引律，以提高拦截概率，适应高超声速拦截任务。本文的主要研究内容包括以下几点。首先，本文进行制导问题描述和飞行器运动模型的建立。基于一些基本假设条件，建立拦截器运动、目标运动及弹目相对运动的数学模型，通过对目标运动特性的分析，选择合适的协同制导方案，并对制导过程进行了描述和分析。其次，文章提出了基于拦截器间数... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 高超声速目标拦截问题研究现状
        1.2.2 多拦截器协同制导研究现状
        1.2.3 多智能体覆盖理论研究现状
        1.2.4 多智能体编队飞行控制研究现状
        1.2.5 主要存在的问题
    1.3 主要研究内容及章节安排
第2章 模型建立与制导过程分析
    2.1 引言
    2.2 坐标系的定义及转换关系
        2.2.1 坐标系的定义
        2.2.2 坐标系之间的转换关系
    2.3 运动模型的建立
        2.3.1 拦截器运动模型
        2.3.2 目标运动模型
        2.3.3 相对运动模型
    2.4 目标运动特性分析
    2.5 制导过程分析
    2.6 本章小结
第3章 多拦截器协同探测问题研究
    3.1 弓引言
    3.2 多拦截器探测数据融合
        3.2.1 基于卡尔曼加权算法的数据融合方法
        3.2.2 多拦截器探测数据融合
    3.3 基于IMM滤波的弹目相对运动信息协同估计
        3.3.1 滤波估计理论基础
        3.3.2 滤波模型的建立
        3.3.3 滤波的稳定性分析
    3.4 目标运动轨迹预测
    3.5 仿真结果与分析
        3.5.1 探测数据融合仿真与分析
        3.5.2 协同滤波仿真与分析
    3.6 本章小结
第4章 基于编队控制的中制导段协同导引问题研究
    4.1 引言
    4.2 问题描述与模型建立
    4.3 中末制导段交接班条件分析
        4.3.1 弹道约束条件分析
        4.3.2 导引头视场约束条件分析
        4.3.3 交接班约束条件解的存在性分析
    4.4 中制导段导引律设计
    4.5 仿真结果及分析
    4.6 本章小结
第5章 基于动态目标覆盖理论的末制导段协同导引方法研究
    5.1 引言
    5.2 主拦截器的确定与更新
        5.2.1 主拦截器的确定
        5.2.2 主拦截器的更新
    5.3 拦截器侧向机动范围预测
        5.3.1 拦截器运动模型的线性化
        5.3.2 侧向机动范围的预测
    5.4 末制导协同导引律设计
        5.4.1 协同制导指标函数
        5.4.2 协同导引律设计
    5.5 仿真结果与分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3381878