某型导弹捷联末制导律设计及制导精度分析

摘要

基于炮弹、迫弹、航弹、火箭弹以及反坦克导弹等常规武器平台，加装简易制导装置或末修装置，实现常规兵器的低成本、高精度、制导化，同益成为当今兵器发展的主流方向。自上世纪60年代以来，捷联寻的制导技术作为一种有效降低成本、提高武器系统可靠性的新概念制导技术，日益受到西方各国的重视并取得了快速发展，已成为战术导弹制导技术的前沿和发展趋势之一。基于这种武器发展背景，本文针对目前捷联寻的制导技术存在的惯性空间视线角速率获取困难问题，提出了直接利用捷联反辐射导引头的测量信息，基于经典制导律构造和实现捷联制导算法的新思路。通过对经典制导律的工程化设计和仿真验证工作，得出了有工程应用参考价值的捷联制导律实现方法。 本文采用理论分析和仿真实验相结合的方法，在对经典制导律进行理论分析和验证的基础上，针对捷联反辐射导引头的特点，提出了捷联制导律多种设计方案，并以某型反辐射导弹为应用背景，分别采用姿态角反馈自动驾驶仪和过载反馈自动驾驶仪构造了捷联制导系统，重点基于反辐射导引头的低频端特性，开展了捷联制导律的导引性能对比分析工作，提出了应用超前校正和带死区继电控制提高制导精度的方法，并对提高可观测性的捷联制导算法的实现思路进行了尝试和验证。文中通过分析影响制导精度的几个主要因素，给出了合理的起控高度和探测器精度指标，并考虑多种误差因素和随机干扰，进行了捷联制导律的鲁棒性分析，考查和验证了捷联制导律的导引性能和全频段适应能力。 文中通过大量的仿真算例分析，从多方面验证了非线性捷联导引律具有较好的导引性能，实现了低成本、高精度的有机结合，为捷联制导律的工程应用提供了有益的参考。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1简易制导弹药的发展现状

1.2捷联寻的制导技术在武器系统中的应用

1.2.1捷联寻的制导技术

1.2.2捷联寻的制导技术带来新问题

1.2.3捷联寻的制导技术的发展

1.3本文所做的主要工作

2典型制导律导引弹道特性分析

2.1引言

2.2自寻的导弹相对运动关系

2.2.1攻击平面的建立

2.2.2相对运动方程的建立

2.3直接导引律

2.4追踪导引律

2.4.1相对弹道特性

2.4.2法向过载分析

2.4.3允许攻击区

2.4.4 广义追踪法

2.5比例导引律

2.5.1弹道特性

2.5.2过载分析

2.6仿真分析

2.6.1直接导引律仿真

2.6.2追踪导引律仿真

2.6.3比例导引律仿真

2.7小结

3捷联制导律设计及工程实现

3.1捷联反辐射导引头的测角原理

3.1.1反辐射导引头洲角原理

3.1.2捷联导引头的测量角特性

3.2捷联制导律设计

3.2.1直接导引律

3.2.2修正追踪导引律

3.2.3比例导引律及其改进形式

3.2.4非线性捷联制导律设计

3.2.5侧向制导律设计

3.2.6提高可观测性的捷联导引律设计

3.3小结

4被动段制导系统仿真建模

4.1“可控质点”假设

4.2坐标系定义

4.3纵向制导系统建模

4.3.1目标运动学模型

4.3.2导弹运动学模型

4.3.3导弹-目标相对运动学模型

4.3.4导弹动力学模型

4.3.5自动驾驶仪等效模型

4.3.6导引头模型

4.4横侧向制导系统建模

4.4.1目标运动学

4.4.2导弹运动学

4.4.3相对运动学

4.4.4导弹动力学

4.4.5自动驾驶仪等效模型

4.4.6导引头模型

4.5 小结

5捷联制导律导引性能对比分析

5.1引言

5.2基于姿态角反馈自动驾驶仪的捷联导引律性能分析

5.2.1制导增益K的优化

5.2.2 超前校正

5.2.3非线性捷联导引律仿真分析

5.2.4捷联制导律全频段适用性分析

5.2.5侧向通道制导精度分析

5.3基于过载反馈自动驾驶仪的捷联制导性能分析

5.3.1线性捷联制导律仿真分析

5.3.2超前校正对制导精度的影响

5.3.3非线性捷联导引律仿真分析

5.4提高可观测性的捷联制导律仿真分析

5.5小结

6制导精度影响因素分析

6.1起控高度对制导精度的影响

6.1.1基于姿态角反馈自动驾驶仪的仿真分析

6.1.2基于过载反馈自动驾驶仪的仿真分析

6.2可用过载对制导精度的影响

6.2.1基于姿态角反馈自动驾驶仪的仿真分析

6.2.2基于过载反馈自动驾驶仪的仿真分析

6.3探测器精度对制导精度的影响

6.3.1基于姿态角反馈自动驾驶仪的仿真分析

6.3.2基于过载反馈自动驾驶仪的仿真分析

6.4 小结

7捷联制导系统鲁棒性分析

7.1拉偏因素分析

7.2鲁棒性分析数学建模

7.2.1三自由度确定性建模

7.2.2拉偏项建模

7.3三自由度确定性仿真

7.3.1非线性修正追踪导引律

7.3.2非线性比例导引律

7.4鲁棒性仿真

7.4.1质量拉偏对制导精度的影响

7.4.2大气密度拉偏对制导精度的影响

7.5小结

8捷联反辐射导弹落点精度分析

8.1落点精度分析方法

8.2落点精度评定指标

8.3精度分析数学建模

8.3.1三自由度确定性建模

8.3.2随机误差建模

8.4随机仿真分析

8.5 小结

结束语

致谢语

附录：在校期间发表的文章和参与的科研工作

参考文献