基于微分几何理论的导引律

针对三维拦截问题,在考虑导弹速度和目标速度均为时变的情况下,将微分几何方法与李雅普诺夫稳定理论结合起来,提出了一种导弹三维导引规律设计新方法.仿真结果验证了该方法的正确性与有效性.     

应用鲁棒动态逆和三时标分离的飞航导弹过载控制系统设计

选用普通舵系统来设计一种低成本高性能飞航导弹过载控制系统.这种情况下舵系统的动态特性将不能忽略.假设舵系统具有一阶动态特性,导弹的单通道(例如纵向通道)成为一个三阶的被控对象.应用三时标分离的方法将导弹动力学(含舵系统)分离为三个一阶的动力学子系统,这三个子系统分别对应于过载层(慢速子系统)、角速度层(中速子系统)和角加速度层(快速子系统),对这三个子系统分别进行动态逆控制设计,应用基于李雅普诺夫稳定性的鲁棒控制方法,分别设计出期望的慢、中、快动力学子系统,以保证动态逆控制系统对气动系数摄动的鲁棒稳定性.为了简化计算,对快速子系统的控制规律进行了近似处理.给出了各个子系统带宽参数的选择方法.仿真结果验证了该方法的正确性和有效性.     

非线性系统的神经元自适应PID控制

针对一类具有时滞的非线性系统,提出了一种神经元自适应PID控制方法.根据被控对象响应的控制品质要求,利用神经元的权值在线调整功能,可以实时调整控制系统的PID参数,克服了经典PID控制算法中参数不易实时在线调整的缺点.仿真结果显示了该设计方法的有效性.     

反舰导弹航路规划的递推算法

为了减小武器系统的作战反应时间,针对具有航路规划功能的反舰导弹,总结了导弹进行航路规划所需满足的约束条件,提出一种信息处理量小、计算迅速的无威胁规避航路规划算法——递推算法。递推算法秉承导弹按预定攻击方向攻击目标所需导航点最少的原则,根据一定的假设条件,由目标位置开始,按攻击方向的反方向,依据平面几何理论,依次递推得到所有导航点位置,以及导弹在各导航点的转弯角度,直至发射点。仿真数据表明,由该算法得到的参考航路,相对较短且便于工程实现。     

基于时间权函数的落角约束导引律中剩余时间的估计方法

带导弹落角约束的导引律求解需要已知导弹飞行剩余时间。针对弯曲弹道,一般的剩余时间估计方法精度较低,在假设导弹速度一定的前提下,采用n阶多项式函数近似表示剩余路径,给出了一种基于近似闭环轨迹的实用剩余时间估计方法。仿真结果表明,剩余时间估计精度平均提高了13倍以上,且计算量可以满足实时性要求。     

考虑复合控制系统动态特性的前向拦截制导律

为满足临近空间拦截高速大机动目标的实际需求,研究了考虑直接力/气动力复合控制动态特性的前向拦截制导律设计方法。在考虑连续气动力和离散直接力特点的基础上,给出了一种在气动舵控制基础上设计连续直接力、然后通过冲量等效法进行离散化的直接力设计方法,避免了复杂的控制分配问题。根据二维前向拦截导引运动学模型和拦截导弹动力学模型,利用时间尺度分离,将拦截导弹和目标的质点运动学与加速度慢变子系统构成的动态系统,看成慢变子系统,设计了俯仰角速度指令;将俯仰角速度动态子系统看成快变子系统,通过对俯仰角速度指令的跟踪控制设计得到考虑复合控制系统动态特性的前向拦截导引律。仿真结果校验了本文方法的正确性和有效性。     

基于轨迹成型的攻击角度与时间控制

假定所成型的导弹飞行轨迹由圆弧段和直线段构成,直线段经过目标点且满足导弹末端攻击角度的要求,圆弧段起始于导弹初始位置且与直线段相切于待定的点,该点由指定的导弹攻击时间通过迭代算法得到。给出了可行的攻击时间范围。在轨迹成型的基础上,提出一种新的虚拟目标轨迹跟踪控制方法：在圆弧段提出一种前馈加反馈的复合控制方案,在直线段提出一种带角度控制的比例导引方案。该方法是一种几何方法,易于工程实施。仿真结果表明,该方法可以有效地同时对攻击角度与攻击时间进行控制。     

基于未知地标被动观测的弹群INS定位误差协同修正方法

针对弹群协同编队飞行中,编队成员单独使用惯导系统（INS）时存在定位误差发散的问题,基于相同性能的多套INS在相同环境下工作时,其误差近似呈零均值高斯分布这一特性,提出了一种利用成像导引头对航路上任一未知地标被动观测的弹群INS定位误差协同修正方法。首先,融合弹群中各枚导弹相对于地标的视线角量测信息及INS位置量测信息,利用最小二乘思想对未知地标进行协同定位;然后,基于估计得到的地标位置,利用各枚导弹相对于地标的视线角和方位角速率量测信息及INS速度量测信息,反过来修正弹群中各枚导弹的INS定位误差。最后,仿真验证了方法的有效性。     

基于伪谱法的固定采样实时最优制导方法研究

针对具有过程约束和终端状态约束的高超声速飞行器再入制导问题,给出了一种固定采样非线性实时最优制导算法,该算法通过连续在线计算开环最优控制的方式提供闭环反馈,避免了内环跟踪控制器的设计过程。利用通用伪谱优化软件包实现多约束非线性系统最优控制问题的在线求解。在考虑计算误差、预报误差、模型参数不确定性和干扰的情况下,对采用该算法构成的闭环控制系统的有界稳定性进行了理论分析与证明。仿真结果表明,该实时最优制导算法能有效地抑制飞行过程中不确定性和扰动的影响。     

带有攻击角度和攻击时间控制的三维制导

 在三维空间导引动力学与运动学模型的基础上,假设目标静止,而导弹本身以恒速运动,根据实际的攻击角度与设定的攻击角度误差,分析和设计了期望的视线（LOS）角运动学,基于李雅普诺夫稳定性理论设计了带有攻击角度控制的三维导弹导引律。为了对攻击时间进行预测与控制,假设导弹本身以恒速或者匀加/减速运动,先将导弹导引到预定的攻击角度上,根据待飞直线距离对待飞时间进行估算,再根据预测时间误差,确定导弹按照特定的圆弧轨迹机动飞行的指令和机动飞行的时间,通过机动飞行来对时间误差进行补偿,最后,再利用所设计的导引律攻击目标。给出了仿真结果。