弹箭制导最优控制方法研究

摘要

制导导弹是在普通航空导弹的基础上增加制导装置而成的，它具有普通炸弹结构简单、使用方便的优势，同时又具备空地导弹射程远、精度高的特点，因此被认为是一种廉价、高效的空地精确制导武器。随着科技不断的进步，作战时敌方目标逃逸性能增强，此时我们仍然采用先前的导引方法来截获大机动目标基本不能实现。在未来战场必须掌握先进的导引技术，使其具有很强的适应性，能解决当前环境带来的复杂问题，所以深入研究导引方法，创新使用导引律逐步变成弹箭研究的首要任务。
　　通过学习，本文细致的对古典导引法中的追踪法、平行接近法、三点法、比例导引法等进行了运动学分析。目标机动性不断的增强，经典导引律已经满足不了导引参数的需求。本文在已有的理论成果基础上研究现代导引律中的一种扩展最优末导引律，对其进行了相关理论的分析和仿真。比较仿真结果，可以看出考虑动力学滞后的扩展最优末制导律，其末端加速度指令为零，不管末导引时间如何短，制导系统的脱靶量几乎为零。
　　扩展最优末制导律作为一种现代制导律，它与目标的机动速度、方位等指令信息密切相关。实际系统不可能没有制导动力学滞后，所以此导引律对加速度指令、脱靶量等有很好的性能指标，是一种具有较高实际应用性、较高制导精度的现代导引律。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 制导技术和制导律的发展状况

1．2．1 制导技术基本原理

1．2．2 经典制导律的发展状况

1．2．3 现代制导律的发展趋势

1．3 本文的主要研究工作

第2章 弹箭制导相关数学模型和制导系统

2．1 导弹作为变质量系的动力学基本方程

2．2 坐标系的选择和转换

2．2．1 各个坐标系的定义

2．2．2 坐标系问的联系与转换

2．3 导弹的空间运动表达式

2．4 制导控制系统

2．5 本章小结

第3章 经典导引飞行弹道运动分析

3．1 导引方法分类

3．2 相对运动方程

3．3 追踪法

3．4 平行接近法

3．5 比例导引法

3．5．1 比例导引法的相对运动方程组

3．5．2 弹道特性

3．5．3 比例系数K的选择

3．6 三点法

3．7 前置量法

3．8 选择导引方法的要求和复合制导

3．8．1 基本要求

3．8．2 复合制导

3．9 本章小结

第4章 现代制导律及与经典制导律仿真对比

4．1 先进的软件MATLAB

4．1．1 控制系统的MATLAB计算与仿真

4．1．2 可视化MATLAB数据与函数

4．2 现代导引方法概述

4．3 LQG最优导引律

4．3．1 导引律的形成

4．3．2 LQG最优导引律在导弹上的应用

4．3．3 LQG最优导引律同比例导引律的比较

4．4 本章小结

第5章 扩展最优末制导律设计及仿真研究

5．1 推导TIME—TO—GO的广义最优增强型比例导引

5．2 广义最优增强型比例导引脱靶量解析研究

5．3 扩展最优末制导律

5．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果

致谢