飞行器比例导引综述

基于导弹制导和机器人控制等领域，对追踪／截获动目标——导引问题的研究，综观几十年来大量国内外研究成果，系统分析与比较了各种比例导引律的含义、特点与性能。指出纯比例导引及其改进是非常有效的导引方式，可以有效地用于机动目标追踪／截获导引，能为相关领域机动目标导引问题的研究，包括战斗机追踪导引设计提供参考。     

捷联寻的制导系统弹体追踪导引方法研究

对捷联寻的系统的简易制导方法—弹体追踪法进行全面剖析 ,解析分析了弹体追踪法对导弹速度、目标速度的约束 ,以及弹体阻尼、滞后、舵偏到攻角之间的传递系数对弹体追踪导引性能的影响。通过数学推导及应用控制理论分析与仿真 ,弹体追踪法较比例导引和速度追踪法在导引特性和打击机动目标时性能较差 ,但其成本较低 ,是一种降低制导武器成本的简易制导方法。但采用弹体追踪法时 ,导弹和目标的速度不能太大 ,当制导武器系统在形成导引误差信号存在固有滞后时 ,弹体稳定回路需要有一定阻尼 ,且舵偏到攻角之间的传递系数不能太大 ,即飞行过程中攻角要较小。     

径向基神经网络在优化导引律中的应用

应用神经网络的非线性的特点,在纯比例导引律的导引下,分析战机的运动轨迹,通过采样取得的一系列载机的控制输入数据,根据追踪导引控制的内在要求(目标视线角速度的绝对值减小并趋于零),设计载机导引控制器的相应的离散输出值,离线训练一个径向基神经网络模块,嵌入到载机控制回路中,作为战机导引的控制输入,实现载机在纯比例导引下的性能优化;仿真结果表明,在节能及省时方面,能达优化纯比例导引律的目的。     

空间拦截修正比例导引律研究

基于追踪导引律和比例导引律,提出了一种新的空间拦截末制导律。通过调整两种导引法的系数决定其在导引法中的权重。考虑空间末段拦截的具体情况,在相对运动方程进行线性化处理的基础上可以得出运动方程的解析解。将非线性方程得出的数值解和这种导引律的解析解相比,仿真表明这种方法的解析解与数值解一致,且避免了最优制导复杂的解析结果。     

基于分数阶微积分理论的最优导引律设计

随着技术的发展及战场环境的日益复杂化,拦截机动目标的需求越来越大。然而传统制导律在拦截机动目标时存在制导精度差、末端过载突变的问题,故提出了一种基于分数阶微积分理论的最优导引律。首先,介绍了分数阶微积分的定义、性质及其数字实现方法;然后,分析了弹目相对运动关系,通过分数阶变阶次建模和最优控制理论推导出了分数阶导引律;最后,仿真结果表明：与传统比例导引法相比,所设计的分数阶最优导引律能够保持比例导引法良好的追踪性能且拦截时间能够缩短2s,末端过载值趋近于0。该方法解决了传统比例导引法在末端由视线角速率发散而导致的末端过载突变问题。     

最优导引律研究

与常规导引律不同，直接以追踪器航迹角为优化控制变量，基于最优控制理论，借助追踪末端的几何关系，设计了基于非线性追踪模型的时间最优导引律；之后，针对工程实现，又对它进行了改进研究，以克服理论设计的两点不足：一是数值计算存在误差，会削弱导引性能；二是最优条件过于理想化，目标轨迹无法预先知道，难于工程实现。仿真研究表明：本文提出的2种改进方法，基于分段优化计算和基于分段预测控制的最优导引方法，能够有效地克服理论设计的不足，使得所设计的导引律成为真正意义上的最优导引律。     

基于比例-最优的组合导引研究

提出一种面向工程实现，基于比僻最优的组合导引律，仿真结果表明，与传统比例导引律相比，该导引律可以显著降低导引过程中载机的能耗，同时以较短的时间接近目标。     

三维RTPN的追踪导引研究

描述三维RTPN导引的模型是超越非线性微分方程组，不易求解．常规的方法是进行线性化。通过坐标系的变换和引入辅助向量获得了解析的捕获域和截获时间，并在三维空间内对这种追踪导引过程进行了仿真验算。理论分析和仿真表明：所设计的追踪导引律，能使整个追逃过程是在一个由初始相对距离和初始相对速度确定的平面内进行；当导弹采用RTPN导引，目标分别以IPN、RTPN逃逸和非机动飞行时，拦截TPN逃逸导引的目标能量消耗大，截获时间长，捕获域小。     

基于循环追踪控制的卫星编队构形调整控制律设计

卫星编队控制问题中，分布式控制优于主从式控制，在编队控制中应用日益广泛。提出了一种基于循环追踪算法的分布式控制策略，分析了该方法的优势。由于循环追踪算法存在编队中心由初始几何中心固定并与运动过程无关的弱点，引进了虚拟灯塔导引进行联合控制实现编队中心可变。建立了三维空间相对运动数学模型，设计非线性循环追踪算法与虚拟灯塔导引联合控制律，对全员联合控制与单星联合控制其余卫星采用非线性循环追踪控制两种方案的计算结果进行比较。结果表明，全员联合控制律的控制方案优于仅单星采用联合控制的方案，两种方案均可实现卫星编队按指定构形运动。     

一种弹体前置追踪过渡导引律(英文)

为了使弹体追踪法适用于空地导弹的过渡导引,提出了弹体前置追踪法,即在弹体追踪法的姿态角指令中增加前置角,从而使弹轴指向弹目视线上方。最大射程弹道仿真结果表明,使用弹体追踪法作为过渡导引律时初始时刻舵偏角达到10°饱和值,导引律交接段舵偏角突变较大,命中点落角小于60°;而使用弹体前置追踪法时全弹道舵偏角均小于5°,导引律过渡平稳,落角大于60°。针对不同目标分布情况,推算了前置角的计算公式,多条弹道仿真结果表明,使用弹体前置追踪过渡导引律并依据该计算公式选取前置角,各弹道均能达到需用舵偏角小于5°,落角大于60°的指标要求。     

基于打靶法的战机攻击导引方法研究

在以往战机空战攻击导引研究中, 仅考虑如何导引载机使之与目标的相对距离达到武器发射射程, 没有同时考虑拦截角度的需求; 或只考虑拦截角而不考虑相对距离的需求。针对这一不足, 本文在深入分析战机攻击导引理论问题的基础上, 创新地用打靶法, 同时考虑追击距离与拦截角度两末端约束, 进行攻击轨迹优化设计。大量仿真研究表明, 所设计的攻击导引方法, 不仅能很好地满足所需的相对距离和拦截角两末端约束, 而且具有较好的可实现性。本研究可为新一代战机导引攻击系统的研制与某型飞机的国产化设计提供参考。     

现代战机导引系统及其关键技术

阐述了现代战机导引系统的功能、结构与工作方式.基于对导弹制导等相关问题的深入研究,以及对战机导引的特点分析,阐述了战机导引控制律设计中应当解决的关键技术与研究途径,包括远距导引、近距导引和机动导引不同阶段的特点、捕获域的定义与计算方法、战机导引律研究特点及其基本工作模态.本研究可为新一代战机导引系统的研制提供参考.     

现代战斗机出厂费用预估模型

Burns模型被广泛用于三代战斗机出厂费用的估算,但由于未考虑三代以后的现代战斗机在研制过程中存在的改进改型、研制周期变长和航电设备技术升级等因素,使Burns模型在计算现代战斗机的出厂费用时会出现明显的误差。根据现代战斗机的技术特征,通过分析其研发采购费用的统计数据和研制过程,将改进改型、研制周期和航电设备技术水平等影响因素考虑入内,建立了一种新的出厂费用计算模型。通过以国外有代表性的现代战斗机为算例进行了验证,结果表明新模型的计算精度有了明显改善,具有一定的有效性和实用性。     

战斗机曲线跟踪数值仿真模型研究

建立了应用于空战数值仿真的战斗机曲线跟踪的数学模型。首先介绍了机动平面与瞄准平面的概念．给出了它们相重合的条件。导出了战斗机以调整速度进行曲线跟踪时的需用过载，及以最大转弯角速度进行曲线跟踪时的需用过载。根据导引运动学原理，讨论了战斗机为实现武器发射应进行的机动飞行。利用该模型对空战过程进行了数值仿真．仿真结果表明．所建立的数学模型是可行的。     

俯仰敏捷性评估与影响因素研究

建立了现代高机动性能战斗机俯仰敏捷性仿真计算数学模型和机动飞行时的操纵动作，以Ｆ－１６战斗机为例，计算并讨论了初始飞行状态以及飞行控制系统参数对战斗机俯仰敏捷性的影响。结果表明，选择适当的飞行状态，有利于更好地发挥飞机的俯仰敏捷性；降低飞机整体系统的阻尼，将有利于提高飞机的俯仰敏捷性；控制系统有关参数的设计，除考虑飞行品质要求外，还需综合考虑飞机敏捷性等方面的要求。     

某电传操纵飞机的Ⅱ型PIO预测和抑制对策研究

 由伺服作动器速率限制引起的 PIO被称为 型 PIO。采用描述函数方法分析了带有速率限制环节的某机人机系统特性,分析表明,当速率限制发生后,在 Nichols图上,系统幅相特性将出现突跃现象,相位滞后增加、幅值减小,此时系统可能出现极限环振荡,即 PIO。用突跃点的频率及其响应的幅值和相角来预测 型PIO,在飞控系统中引入了软件限制环节来减弱速率限制的不利影响。     

美军机载导航设备及其发展

美军在确定其军事导航定位和机载设备基本要求的基础上,突出导航能力的全球性、高精度和可靠性,对不同作战用途的飞机配置了不同的导航系统。介绍美军战斗机、攻击机、轰炸机、预警和指挥飞机装备的主要导航设备,主要性能参数和战术技术指标,分析美军机载导航设备研究方向和发展趋势,对我军与美军在机载导航设备的差异进行比较并分析差距,提出发展建议。     

机载火力控制系统在现代战斗机上的发展

现代战斗机机载火力控制系统,是其完成作战任务的基础和保障.随着飞机设计和制造技术的发展,先进武器装备的不断涌现,飞机的机载火控系统也有了不断地更新和全面的发展.为了对这一发展有一个全面的认识,对飞机机载火力系统的发展过程和阶段进行了分析和归纳,并且指出了飞机机载火系统的未来发展趋势.     

现代战机最佳导引算法研究

针对现代战机向目标空域的导引过程,建立了载机与目标相对运动的数学模型。基于最优控制的相关理论,以导引的准确性和控制的经济性为性能指标,建立了飞机导引控制算法。该导引算法既考虑了导引的角度误差又考虑了目标线角速度误差,通过对所得到的导引算法进行仿真验证,表明所得到的导引算法具有较强的适应性,能够满足飞机的导引要求。