直接力/气动力复合控制导弹的末制导律设计

摘要

随着现代空袭兵器的日益完善，提高拦截导弹打击目标的能力面临严峻挑战，因此研究导弹的制导精度尤为重要。传统的完全基于气动力控制的导弹已不能满足当前需求，而直接力/气动力复合控制导弹能够实现高空、高速、大机动、快速拦截。本课题以大气层内直接力/气动力复合控制导弹为研究对象，选择脱靶量作为性能指标对导弹的末制导律进行设计。
　　首先，给出导弹-目标相对运动数学模型及基础理论，为导弹末制导律的设计奠定基础。通常情况下，制导律中引入的目标机动信息是未知的，采用扩张状态观测器来估计目标机动信息。当测量带有噪声时，采用带有滤波器的扩张状态观测器来获取目标机动信息。
　　其次，针对复合控制导弹的系统组成特点设计一种制导策略。在不考虑导弹动态延迟特性的情况下，气动力子系统将采用自抗扰控制设计制导律，以零控脱靶量值作为直接力的开启门限。当直接力作用时，气动力的制导指令保持直接力开启时刻的值不变，直接力作用结束后，导弹未进入盲区时气动力系统提供制导指令，当零控脱靶量不为零且导弹进入盲区时，制导指令根据零控脱靶量计算得到。实际中导弹是存在动态延迟特性的，因此考虑导弹的动态延迟特性设计制导律是必要的。在采用相同的制导策略时，当直接力开启时必然存在直接力子系统和气动力子系统的制导指令分配问题，将利用最优控制理论解决这一问题，即最优制导指令分配。通过仿真对制导策略进行验证。
　　最后，由于滑模控制具有鲁棒性等优势，其应用到导弹末制导律设计问题上早已成为发展趋势。选择非奇异快速终端滑模和幂次函数趋近律来设计气动力系统的滑模制导律，当直接力作用时，在最优指令分配方案下得到相应的直接力制导指令和气动力的制导指令。通过仿真结果来说明所设计的制导律的有效性。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究目的和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3本文的主要研究内容及章节安排

第2章 导弹制导数学模型及预备知识

2.1 引言

2.2 导弹-目标相对运动模型建立

2.3 自抗扰控制理论

2.4 滑模控制理论

2.5本章小结

第3章 基于ADRC的直/气复合控制导弹末制导律设计

3.1 引言

3.2 直/气复合控制导弹末端制导策略

3.3 目标运动估计

3.4 基于ADRC的末制导律设计

3.5 带有最优制导指令分配的末制导律设计

3.6 本章小结

第4章 基于滑模控制理论的直/气复合控制导弹末制导律设计

4.1 引言

4.2 滑模面和趋近律的选取

4.3 直/气复合控制导弹气动力子系统的制导律设计

4.4 仿真分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢