拦截高速机动目标的弹道设计与优化
发布时间：2022-02-20 14:37
战术弹道导弹是指携带大量战斗部，由火箭发动机推动，经远距离飞行最终精确打击地面目标的导弹。因战术弹道导弹具有发射多样化、反应时间短、飞行速度快、摧毁威力大、打击射程远、突防能力强等特点，使其受到了许多国家的重视，随着战术弹道导弹的不断发展，再入弹头速度不断增大，机动突防手段愈加丰富，使对其拦截更加困难，因此本文研究拦截高速机动目标的问题是十分必要的，具体研究内容包括：概述了战术导弹的发展及现况，对现有的国内外反导系统做了介绍和分析，阐述了我国发展反导导弹对国防安全的重要作用及意义。为了便于分析导弹的飞行状态，定义了常用坐标系及坐标系间转换关系，分析了不同高度的大气参数的计算方法，并系统的总结了导弹飞行时所受的气动力、力矩等的计算方法。为了便于建立机动模型，对现有战术导弹的突防策略进行了分析。在此基础上，以螺旋机动的形式，构建了一种以空气动力为作用力，改变运动轨迹的高速机动再入模型，以此模型作为后面计算仿真的拦截目标。针对三维空间拦截问题，建立了拦截弹的质心动力学方程、质心运动学方程、拦截弹与目标的相对运动方程。对几种导引方法进行了概述，着重对比例导引方法的弹道特性进行分析了，总结了比例...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 弹道导弹概述
1.1.2 弹道导弹的发展
1.1.3 弹道导弹的现况
1.2 战区导弹防御的发展及现状
1.2.1 国外反导导弹发展及现况
1.2.2 国内研究发展现状
1.3 本文的主要研究内容
第2章 控制方程及数值求解
2.1 坐标系定义及其相互间转换
2.1.1 方程坐标系定义
2.1.2 坐标系间的关系
2.2 标准大气模型
2.3 导弹飞行的力学环境
2.3.1 空气动力的表达式
2.3.2 气动力矩的表达式
2.3.3 推力的表达式
2.3.4 作用在导弹上重力的表达式
2.4 本章小结
第3章 螺旋机动目标弹道
3.1 战术导弹机动形式介绍
3.1.1 程序式机动突防策略
3.1.2 再入段机动变轨策略
3.2 螺旋机动弹道数学模型
3.2.1 螺旋机动产生原理
3.2.2 螺旋机动弹道基本假设
3.2.3 螺旋机动弹道基本模型
3.3 弹道仿真及分析
3.4 本章小结
第4章 拦截末制导方案及拦截导弹弹道分析
4.1 拦截导弹基本模型
4.1.1 拦截基本假设
4.1.2 拦截导弹的动力学方程
4.1.3 拦截导弹的运动学方程
4.1.4 拦截导弹与目标的相对运动方程
4.2 导引方法简介
4.2.1 追踪法
4.2.2 平行接近法
4.2.3 比例导引法
4.3 拦截弹道仿真及分析
4.3.1 比例导引系数对拦截弹道的影响
4.3.2 比例导引系数对拦截时间的影响
4.3.3 比例导引系数对拦截最终脱靶量的影响
4.3.4 拦截导弹速度对拦截弹道的影响
4.3.5 拦截导弹速度对拦截时间的影响
4.3.6 拦截导弹速度对拦截最终脱靶量的影响
4.6 本章小结
第5章 弹道优化方法及拦截弹道优化
5.1 弹道优化方法概述
5.2 最优控制问题及数值解法
5.2.1 间接法
5.2.2 直接法
5.3 最优控制问题转化为参数优化问题
5.4 本文优化算法
5.5 优化模型
5.5.1 目标函数
5.5.2 设计变量
5.5.3 约束条件
5.6 仿真算例
5.7 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]日本反导预警系统建设探析[J]. 杨兵,张文清. 飞航导弹. 2006(02)
[2]拦截战术导弹制导的弹道稳定性分析[J]. 王豪,吴向东. 现代防御技术. 2005(04)
[3]导弹防御系统的弹道导弹突防[J]. 袁俊. 上海航天. 2005(01)
[4]针对国家导弹防御系统突防措施研究[J]. 董汉权,陆铭华. 现代防御技术. 2004(03)
[5]针对NMD的几种可能的突防措施[J]. 何麟书,王书河. 导弹与航天运载技术. 2002(03)
[6]弹道导弹的突防与拦截[J]. 程传浩,王瑞臣,路德信. 现代防御技术. 2002(02)
[7]美国国家导弹防御系统[J]. 赵晋衍. 现代防御技术. 2002(01)
[8]制导规律研究现状及展望[J]. 聂永芳,周卿吉,张涛. 飞行力学. 2001(03)
[9]提高弹道导弹突防能力的技术途径[J]. 唐雪梅,董勇. 现代防御技术. 2001(01)
[10]再入弹头的螺旋机动研究[J]. 郦苏丹,任萱,吴瑞林. 宇航学报. 2000(04)
博士论文
[1]拦截战术弹道导弹末段导引和复合控制研究[D]. 程凤舟.西北工业大学 2002
硕士论文
[1]弹道导弹弹道仿真与优化设计[D]. 祝强军.西北工业大学 2007
本文编号：3635252
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 弹道导弹概述
1.1.2 弹道导弹的发展
1.1.3 弹道导弹的现况
1.2 战区导弹防御的发展及现状
1.2.1 国外反导导弹发展及现况
1.2.2 国内研究发展现状
1.3 本文的主要研究内容
第2章 控制方程及数值求解
2.1 坐标系定义及其相互间转换
2.1.1 方程坐标系定义
2.1.2 坐标系间的关系
2.2 标准大气模型
2.3 导弹飞行的力学环境
2.3.1 空气动力的表达式
2.3.2 气动力矩的表达式
2.3.3 推力的表达式
2.3.4 作用在导弹上重力的表达式
2.4 本章小结
第3章 螺旋机动目标弹道
3.1 战术导弹机动形式介绍
3.1.1 程序式机动突防策略
3.1.2 再入段机动变轨策略
3.2 螺旋机动弹道数学模型
3.2.1 螺旋机动产生原理
3.2.2 螺旋机动弹道基本假设
3.2.3 螺旋机动弹道基本模型
3.3 弹道仿真及分析
3.4 本章小结
第4章 拦截末制导方案及拦截导弹弹道分析
4.1 拦截导弹基本模型
4.1.1 拦截基本假设
4.1.2 拦截导弹的动力学方程
4.1.3 拦截导弹的运动学方程
4.1.4 拦截导弹与目标的相对运动方程
4.2 导引方法简介
4.2.1 追踪法
4.2.2 平行接近法
4.2.3 比例导引法
4.3 拦截弹道仿真及分析
4.3.1 比例导引系数对拦截弹道的影响
4.3.2 比例导引系数对拦截时间的影响
4.3.3 比例导引系数对拦截最终脱靶量的影响
4.3.4 拦截导弹速度对拦截弹道的影响
4.3.5 拦截导弹速度对拦截时间的影响
4.3.6 拦截导弹速度对拦截最终脱靶量的影响
4.6 本章小结
第5章 弹道优化方法及拦截弹道优化
5.1 弹道优化方法概述
5.2 最优控制问题及数值解法
5.2.1 间接法
5.2.2 直接法
5.3 最优控制问题转化为参数优化问题
5.4 本文优化算法
5.5 优化模型
5.5.1 目标函数
5.5.2 设计变量
5.5.3 约束条件
5.6 仿真算例
5.7 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]日本反导预警系统建设探析[J]. 杨兵,张文清. 飞航导弹. 2006(02)
[2]拦截战术导弹制导的弹道稳定性分析[J]. 王豪,吴向东. 现代防御技术. 2005(04)
[3]导弹防御系统的弹道导弹突防[J]. 袁俊. 上海航天. 2005(01)
[4]针对国家导弹防御系统突防措施研究[J]. 董汉权,陆铭华. 现代防御技术. 2004(03)
[5]针对NMD的几种可能的突防措施[J]. 何麟书,王书河. 导弹与航天运载技术. 2002(03)
[6]弹道导弹的突防与拦截[J]. 程传浩,王瑞臣,路德信. 现代防御技术. 2002(02)
[7]美国国家导弹防御系统[J]. 赵晋衍. 现代防御技术. 2002(01)
[8]制导规律研究现状及展望[J]. 聂永芳,周卿吉,张涛. 飞行力学. 2001(03)
[9]提高弹道导弹突防能力的技术途径[J]. 唐雪梅,董勇. 现代防御技术. 2001(01)
[10]再入弹头的螺旋机动研究[J]. 郦苏丹,任萱,吴瑞林. 宇航学报. 2000(04)
博士论文
[1]拦截战术弹道导弹末段导引和复合控制研究[D]. 程凤舟.西北工业大学 2002
硕士论文
[1]弹道导弹弹道仿真与优化设计[D]. 祝强军.西北工业大学 2007
本文编号：3635252
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3635252.html
