大氣層高層機(jī)動(dòng)目標(biāo)末段攔截制導(dǎo)控制方法研究.pdf

1、目前針對(duì)彈道式目標(biāo)的精確攔截技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，而對(duì)于機(jī)動(dòng)目標(biāo)的攔截技術(shù)還有待進(jìn)一步研究，特別是近年來(lái)臨近空間高超聲速目標(biāo)的迅猛發(fā)展給現(xiàn)有的防空反導(dǎo)系統(tǒng)帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。末制導(dǎo)控制技術(shù)是防空反導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)能殺傷的關(guān)鍵之一，因此本文針對(duì)攔截機(jī)動(dòng)目標(biāo)的末制導(dǎo)控制進(jìn)行了研究。
　　針對(duì)導(dǎo)彈攔截目標(biāo)的末段，建立了彈目攔截相對(duì)運(yùn)動(dòng)的模型，并重點(diǎn)對(duì)其特性進(jìn)行了分析。通過(guò)改進(jìn)經(jīng)典比例導(dǎo)引方法，在目標(biāo)機(jī)動(dòng)的情況下也得到了視線轉(zhuǎn)率與彈目相對(duì)距離的解析表

2、達(dá)式，給出了彈目攔截過(guò)程中可能采用的交戰(zhàn)模式。本章是本文后續(xù)研究?jī)?nèi)容的基礎(chǔ)。
　　研究了基于微分幾何理論的末制導(dǎo)方法。首先建立了彈目末段攔截的微分幾何模型，針對(duì)原有的微分幾何制導(dǎo)律受限于目標(biāo)與導(dǎo)彈的速率比為常值且小于1，不對(duì)導(dǎo)彈和目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)做任何限制，并借助視線旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系三軸單位矢量之間的相互關(guān)系，直接進(jìn)行了微分幾何制導(dǎo)律的推導(dǎo)，簡(jiǎn)化了原有推導(dǎo)過(guò)程且物理意義清晰，得到了理論上適用于任意攔截情景的微分幾何制導(dǎo)律，并分析了其初始捕

3、獲條件。最后，通過(guò)追擊和逆軌交戰(zhàn)的攔截仿真，驗(yàn)證了其有效性。
　　研究了被動(dòng)測(cè)量條件下相對(duì)運(yùn)動(dòng)信息的獲取方法。針對(duì)被動(dòng)測(cè)量條件下制導(dǎo)信息的獲取問(wèn)題，首先建立了表征彈目相對(duì)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)方程和被動(dòng)測(cè)量條件下的觀測(cè)方程，并分別利用自適應(yīng)擴(kuò)展卡爾曼濾波和自適應(yīng)兩步濾波展開(kāi)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的估計(jì)，進(jìn)而利用估計(jì)值計(jì)算出制導(dǎo)指令。仿真結(jié)果表明，兩種濾波器提供的制導(dǎo)信息精度均能滿足末制導(dǎo)精度的要求，且自適應(yīng)兩步濾波的效果好于自適應(yīng)擴(kuò)展卡爾曼濾波。

4、　　研究了側(cè)窗探測(cè)體制下動(dòng)能攔截器的末制導(dǎo)控制方法。以采用側(cè)窗探測(cè)的動(dòng)能殺傷器為研究對(duì)象，分別利用真比例導(dǎo)引和滑模變結(jié)構(gòu)理論進(jìn)行制導(dǎo)和姿態(tài)控制，通過(guò)設(shè)計(jì)軌控發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)機(jī)控制律和借助脈寬脈頻調(diào)制器，將連續(xù)型的控制量轉(zhuǎn)換為軌、姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)指令。仿真表明，在末段攔截高速機(jī)動(dòng)目標(biāo)時(shí)，所提出的制導(dǎo)控制方法能夠滿足側(cè)窗約束并精確命中目標(biāo)。
　　本文的研究能夠?yàn)榘l(fā)展攔截機(jī)動(dòng)目標(biāo)的末制導(dǎo)控制技術(shù)提供理論基礎(chǔ)，并為我國(guó)下一代防空反導(dǎo)系統(tǒng)的研制