基于变质心控制方式的再入弹头控制模式研究

弹头变质心机动控制是通过移动弹头的质心位置,利用气动配平力矩改变弹头的飞行姿态和攻角,从而可实现弹头机动控制。本文在推导变质心弹头的动力学方程的基础上,通过分析其方程组的特点并结合弹头再入过程中的气动、速度等参数变化规律,给出了变质心弹头再入过程中宜采用的控制模式,为变质心弹头控制律的设计提供了理论参考。     

基于变质心控制导弹的运动分析

导弹变质心机动控制通过改变弹头的质心,利用气动配平力矩改变弹头飞行姿态和攻角,从而实现导弹机动控制.本文首次详细推导了基于变质心控制导弹的空间六自由度的动力学方程,并建立了一套完整的仿真系统,针对导弹在垂直平面内运动情况进行仿真,为深入探讨变质心控制弹头的控制机理奠定基础.     

一种面向固定配平型弹头的螺旋机动控制方法

针对固定配平型弹头过载方向可控但过载大小不可控因而无法同时实现螺旋机动所需纵向/侧向过载的问题,提出一种适用于固定配平型弹头单通道变质心滚转控制模式的螺旋机动控制方法。首先,建立了可直观描述螺旋锥角、螺旋角速度等螺旋机动运动特性的弹目相对运动关系方程。然后,基于螺旋锥角、螺旋运动角速度等螺旋运动状态与弹目视线角速率关系,合理设计螺旋机动指令,保证螺旋机动末端弹目视线角速度收敛到零。最后,采用反演法实现弹头质点运动与滚转姿态运动的制导控制一体化设计,通过一维变质心控制滚转姿态调整法向过载方向,使得过载分量能够控制弹头速度矢量与视线的夹角跟踪设计的螺旋运动锥角指令,而剩余过载分量产生大小不可控但旋转方向不变的螺旋运动角速度,实现螺旋机动弹道的运动特性。数学仿真表明,本文提出的螺旋机动控制方法可实现滚转单通道控制固定配平型弹头的螺旋机动,设计思路直观简单,便于工程应用。     

机动弹头激光末制导姿态控制系统设计

简要分析了机动弹头激光末制导的必要性和可行性。针对机动弹头再入弹道和制导方式的特殊性,分析了激光末制导机动弹头姿控系统设计的关键技术。通过与传统控制方案的对比,提出指令前馈和变结构反馈的复合控制方案。仿真结果表明,系统具有较好的鲁棒性,能够基本满足系统姿态控制设计要求。     

再入弹头运动质量块机动控制

提出了一种利用运动质量块实现再入弹头机动的控制方法，并对其原理进行了推导，最后对其研究前景作了展望。     

美苏弹头控制技术的发展

美苏从一开始研制战略导弹起,就把弹头控制作为重要的研究课题之一。特别是近二十年来,美苏在弹头控制技术上解决了许多工程设计问题,其中多弹头和机动弹头的发展便是这一技术领域中的代表性成就。     

导弹防御系统的弹道导弹突防

根据美国国家导弹防御系统(NMD)的防御特点，提出了弹道导弹突防的以核攻核、近距离攻击和攻击天基信息链，以及饱和式多波次攻击、电磁脉冲弹头、机动发射平台、多弹头和单弹头突防等不同的战略战术，并分析了采用的不同弹头、释放有源或无源干扰物、隐身和反探测、助推段机动，以及旋转导弹和弹头等技术。     

再入弹头的螺旋机动研究

为了对付日益发展的导弹防御技术 ,再入弹头通过机动来提高生存机会。本文研究一种弹道机动方法—螺旋机动 ,首先分析其产生机理 ,然后通过反馈线性化方法实现螺旋机动的控制过程 ,最后通过实例仿真说明螺旋机动具有良好的突防能力。     

弹道导弹在被动段突防的脉冲式轴向加速方法

弹道导弹由于其沿着固定的弹道飞行而容易被拦截,突防技术的发展是提高弹道导弹生存能力的重要手段之一.根据弹道导弹的飞行特点,提出了基于脉冲发动机的脉冲点火轴向加速的被动段机动变轨突防方法.给出了限制脉冲点火的约束方程,并给出了基于泰勒展开的约束方程求解方法.利用这个方法设计出来的弹道是由几条不同的椭圆孤段组成,这种弹道不同于经典弹道和其它弹头机动弹道.给出了两个仿真实例.仿真结果显示,用本文方法设计出来弹头机动弹道具有好的突防效果,这说明所提出弹头机动弹道设计方法是可行的.     

具有内点状态约束的机动再入弹道优化设计

高级机动弹头末制导装置开始工作时对弹头飞行速度和姿态有一定的要求。这就增加了内点约束,从而使机动再入弹道设计问题成为具有内点约束和终端约束更复杂的最优控制问题。利用遗传算法求解该问题,用多段插值方法进行染色体设计,设计了基于模拟退火思想的罚函数和适应度函数来处理各种约束。仿真结果表明,所设计的遗传算法效率高,对初值不敏感,能搜索到全局最优解。所设计的再入机动弹道能满足机动弹头对姿态、热流和速度的要求。