智能火-飞-推综合控制系统的知识元

提出一种进行空战的决策方法,以攻防对策状态空间表达点捕获区、逃逸区及它们的界栅,给出了界栅表达式,讨论了如何利用界栅及相关知识进行空战结局预测、攻防策略的决策,是发展智能火-飞-推综合控制系统的知识元。     

基于空袭目标特性的相遇点斜距模型

通过构建相遇点斜距模型,探索了防空导弹武器系统对空袭目标的杀伤区远界和近界。以雷达的最大作用距离作为限制条件模拟防空导弹武器系统的射击过程,构建了首次相遇点斜距模型;在对杀伤空域进行一系列假设和对杀伤区低近界进行分析的基础上,考虑飞机所携带武器射程的条件下分4种情况构建了末次相遇点斜距模型。仿真结果表明,首次与末次相遇点斜距可以较好的模拟防空导弹武器系统对空袭目标的杀伤区远界和近界。     

超视距空空导弹武器系统发展分析

未来空战特点可概括为一超二化三多三全。一超是超视距进行空战；二化是空战自动化和快速化；三多是能使用多种武器、采用多种攻击方式、对付多种目标；三全是全天候、全方向、全高度。在海湾战争中，中距拦射导弹击落飞机数目首次超过近距格斗导弹，反映了现代空战的发展趋势，预示超视距空战将在未来空战中将起重要作用。装备超现距空空导弹的战斗机，可适应未来空战“一超二化三多三全”的要求，可承担空域控制、攻击、护航、舰队防空、滩头防空等任务。超视距空空导弹武器系统，是在超视距条件下任意高度上对单个或多个空中目标进行捕获…     

空战效能评估中飞机易损性的引入和分析

空战效能评估中,对空空导弹的杀伤效果进行评价是很重要的一个环节.目前的评估模型只考虑了导弹特性和脱靶距离对杀伤效果的影响,而忽略了目标机本身的易损性.本文提出了一种考虑目标机易损性的杀伤效果模型,并讨论了飞机易损面积的变化对目标机被击毁概率的影响程度.通过分析得出,综合考虑导弹特性、脱靶距离和目标机易损性的空空导弹杀伤效果评估模型更加附合实际.     

微分对策点捕获问题的研究

本文应用微分对策理论讨论了一类追躲问题——点捕获问题。应用“定性双方极值原理”得到了三维状态空间（x,y,θ）中的界栅曲面,并分析了界栅上的两类奇异曲线,即泛曲线和散射曲线。 在定量微分对策方面,得到了点捕获问题的有限时间局部捕捉区,并且分析了参数变化对于捕捉区的影响。     

三维空间双机格斗的捕捉区和危险区

 本文应用微分对策理论对三维空间双机格斗问题进行研究,给出了以目标机进入方向、界栅和等时线组成的捕捉区与危险区的确定方法,画出二架飞机的捕捉区和危险区,并讨论了这些区域的性质,得出与实际空战相符的结论。     

空-空导弹发射的火控技术分析

为保证飞机在空战中发挥导弹的最大攻击能力,文中对空-空导弹发射的火控原理进行了分析,针对空-空导弹的发射特点,详细描述了发射瞬间载机、目标和导弹之间相互的运动关系,以及如何运用拦射瞄准矢量方程改善导弹在末制导段的运动条件,以保证复杂空战环境中对空中目标的有效攻击。文章最后讨论了导弹拦射前置角、目标攻击进入角和导弹离轴角的计算方法及其在座舱显示器上的显示。     

基于仿真的空战效能评估分析研究

分析了作战飞机在执行空战任务过程中的使用特点,结合现代空战的特点、考虑四代机的特征及作战飞机各系统间的耦合情况,应用概率理论建立了作战飞机空战效能的计算评估体系,同时给出了发现目标概率、占位开火成功概率、导弹杀伤目标概率3个用于评估空战效能的阶段性指标.根据空战各阶段的特点,应用效能计算评估体系辅以模拟仿真的方法完成了空战效能的评估.结果表明,空战效能评估结果与空战能力评估结果吻合情况很好.     

近距格斗导弹离轴发射的火控算法

红外被动式制导近距格斗空对空导弹,是当今先进歼击机的标准武器,具有离轴发射,全向攻击,特别是迎头攻击能力,广泛使用在夺取制空权的近距空战格斗中。本文重点讨论红外导引头捕获目标(瞄准)和导弹发射的多种不同方式,以及导弹离轴发射的火控算法。     

战机多目标攻击与仿真试验

多目标超视距空战是今后空战的主要形式,多目标攻击武器系统是当今航空武器系统研究的重点和发展的标志。本文分析了多目标攻击系统的特点,并阐述了用快速模拟法对导弹允许攻击区的计算方法以及单机多目标攻击的战术决策思想。最后介绍了多目标攻击系统仿真试验。     

滚转舰炮制导炮弹的空间多约束导引与控制一体化设计

在大口径舰炮制导炮弹打击近岸机动目标的末段，考虑攻击角、控制受限、视线（LOS）角速率测量受限等约束，提出了一种基于块动态面与扩张状态观测器（BDSESO）的多约束空间导引与控制一体化设计（IGC）方法。构建了滚转制导炮弹的空间导引与控制一体化的严块反馈串级模型，运用扩张状态观测器估计视线角速率和目标机动、建模误差、风等系统内外不确定干扰。为了在有限时间内零化视线角跟踪误差与视线角速率，采用自适应指数趋近律设计非奇异终端滑模，通过自适应动态面控制有效镇定串级系统并避免微分膨胀，引入自适应Nussbaum增益函数补偿控制受限的饱和非线性。通过Lyapunov理论证明了视线角跟踪误差、视线角速率的有限时间收敛性与全系统状态的一致最终有界性。半实物仿真实验表明：该方法使制导炮弹在打击具有不同机动形式的目标时，均具备较好的末制导性能。     

反舰导弹中/末制导交班点目标捕捉方法研究

为了提高对目标的捕捉概率,研究了反舰导弹中末制导交班点的选择问题。首先对中制导的散布概率区和目标的散布概率区建模,并得出反映中/末制导交班点捕捉概率大小的目标函数;在此基础上,利用遗传算法对该目标函数寻优,得出反舰导弹的最佳交班时刻和交班状态。全弹道数字仿真验证了该方法可有效地提高一类反舰导弹的捕捉概率。     

捷联制导旋转弹制导信息提取研究CSCD

以捷联式半主动激光导引头为研究对象,研究其应用在旋转弹上制导信息的提取方法。根据坐标转换关系得到旋转弹惯性系视线角解耦模型,由于导引头和速率陀螺仪具有测量误差特性,直接解耦得到的制导信息会产生较大的误差。基于视线角解耦模型的非线性,采用扩展卡尔曼滤波(EKF)的方法对测量信息进行滤波处理,估计出目标的位置,从而得到捷联式半主动激光导引旋转弹的制导信息。将扩展卡尔曼滤波方法与α-β滤波方法进行对比分析,得到扩展卡尔曼滤波方法对捷联式半主动激光导引旋转弹制导信息的估计精度更高,收敛更快。     

防空导弹任务规划与协同控制技术研究

针对防空导弹拦截群目标的任务需求，提出了多弹协同作战框架。考虑到实际拦截过程中弹目相对速度和角度较大的问题，建立了导弹拦截目标的能力预测模型，以确保分配结果处于导弹攻击能力范围内，并采用了改进的粒子群优化算法进行任务分配。然后为了兼顾协同制导和命中精度的要求，基于弹道成型和偏置比例导引的思想，结合一致性理论，设计了多弹时间/角度协同制导律。最后通过4枚导弹拦截3个目标的典型场景仿真，证明了方案的有效性。     

基于有限时间理论的临近空间拦截器末制导律PWPF调节器研究

针对拦截临近空间高速机动目标,基于有限时间理论,设计了有限时间收敛末制导律和脉冲宽度脉冲频率（PWPF）调节器。首先,介绍了加入PWPF调节器的末制导数学模型及工作原理;其次,设计了有限时间收敛制导律,应用有限时间理论证明了收敛条件和性质,并推广到推力受限条件下;最后,考虑视线（LOS）角速率快速收敛和发动机最小工作时间要求,设计了PWPF调节器参数。仿真结果表明,视线角速率在制导结束前的有限时间收敛至零,对目标机动具有鲁棒性,具有较高的制导精度,避免了发动机频繁开启,节省了燃料。     

现实真比例导引拦截任意机动目标捕获区域

主动机动突防技术的发展给大气层外动能拦截带来了严重困难。假设目标机动加速度方向垂直于弹目视线、形式任意且有界，分析了用于大气层外拦截制导的现实真比例导引律（RTPN）对该任意机动目标的捕获区域。首先在考虑拦截器存在机动过载饱和限制的情况下，推导了比例导引系数的选择范围，可使RTPN的制导指令加速度在拦截过程中不超过拦截器饱和过载；其次基于不等式分析方法，在不考虑拦截器过载限制时，推导了RTPN对任意机动目标的捕获区域；然后结合拦截器机动过载限制，推导了RTPN对任意机动目标的更加实用的捕获区域；最后通过数值仿真算例，验证了所提出的理论。     

图像导引头最大跟踪角速度的确定

为合理地确定图像导引头的最大跟踪角速度 ,针对坦克和直升机两种目标 ,利用比例导引法中视线角速度和导弹法向过载之间的关系 ,提出了图像导引头最大跟踪角速度指标的确定方法。所确定的指标明显低于常见的空 -空弹点源信号导引头的最大跟踪角速度。该方法既满足了攻击坦克顶部装甲和武装直升机的需要 ,又避免了因指标过高而造成的浪费     

基于蒙特卡洛法的制导子弹药命中概率模型

针对制导子弹药命中概率模型方面研究的不足,详细分析了制导子弹药与无控子弹药在结构与作用原理方面的不同,以及制导子弹药的捕获概率、发现识别概率;结合无控子弹药落点散布规律,运用蒙特卡洛方法建立了制导子弹药命中概率计算模型,并对不同捕获概率下对给定目标的命中概率进行了分析。仿真结果表明,制导子弹药对特定目标的命中概率远高于无控子弹药,命中概率模型的建立为制导子弹药效能分析奠定了基础。     

带空间协同的多导弹时间协同制导律

针对多导弹在平面内从期望的弹目视线（LOS）相对方向同时击中固定目标问题,提出了一种带空间协同的多导弹时间协同制导律。基于平面内的导弹-目标相对运动方程,建立了带空间协同的多导弹时间协同制导模型;基于多智能体协同控制理论,在视线方向设计了分布式时间协同制导律,可保证所有导弹的打击时刻在有限时间内达到一致,在视线法向方向设计了分布式空间协同制导律,可保证所有导弹的相对视线角在有限时间内收敛到期望值;最后,通过仿真验证了所设计的协同制导律可使多导弹从期望的弹目视线相对方向同时击中目标。     

考虑非高斯相关噪声的视线角速率提取算法

针对捷联导引头敏感信息存在非高斯噪声且状态噪声与观测噪声相关的问题,提出了修正球面坐标系下带有相关噪声解耦的扩展椭球集员滤波（ESMF）算法。首先,通过对弹目相对距离及其变化率的规范化处理,得到修正球面坐标系下的视线角速率提取模型;然后,利用相关噪声解耦方法去除观测方程中耦合的状态噪声项,基于泰勒级数展开推导了相关噪声解耦后的模型线性化表达式,得到包含线性化误差的虚拟噪声椭球集合,并根据最小迹和最小化尺度因子上界的优化方法得到状态更新与观测更新椭球,形成非高斯相关噪声解耦的扩展椭球集员滤波算法。仿真结果表明,所提算法能够在考虑非高斯相关噪声的情况下,实现捷联导引头视线角速率的高精度提取。