直接力/气动力复合控制下导引技术研究

admin · 发表于 2023-9-27 10:04:20

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对于大机动逃逸目标的拦截打击是现代战争中空空导弹的一个重要作战任务，而仅仅依靠气动力对空空导弹进行控制在很多情况下是不够的，特别是在高空仅仅依靠气动力实现对大机动目标的精确打击尤其困难，需要引入直接侧向力的控制机构，以扩大导弹的飞行空域，提高机动性，使其更适应战场环境的新特点。本文针对直接力/气动力复合控制的空空导弹进行了导引规律设计的研究，提出了新的设计思路，构建了符合直接侧向力特性且易于工程实现的新型制导律形式，利用不同的现代控制理论设计出了多种新型制导规律。通过数字仿真验证，新型的制导律能够对大机动目标进行有效的打击，满足实现精确制导的要求。论文创新性的研究工作主要包括： 1.首先建立了直接力/气动力的复合控制模式下的导弹制导系统数学模型，在分析其特性和常规复合模式导弹设计方法的基础上，提出了应将直接力特性的考虑融入到制导律的设计过程中的思想。 2.设计了直接力/气动力的复合控制模式下的制导律的期望形式，即可以显式地分解为连续项部分与类似Bang-Bang控制的开关项部分，即“连续+开关”型制导律，两个部分可分别由气动力和直接侧向力控制机构实现。 3.基于“连续+开关”型新制导律设计思路，应用滑模变结构控制理论、最优控制理论和鲁棒控制理论等现代控制方法，设计出了三种不同的新型导引规律，仿真结果表明，设计的制导律能够在目标大机动情况下高精度命中目标，并且具有较高的鲁棒性和较好的抗干扰能力。 4.在大气层内作战的空空导弹，只有在目标大机动时才会启动直接侧向力控制，因此，存在直接侧向力何时启动和制导律之间的切换题目。本文依据模糊控制理论，设计了直接侧向力的启动策略，采用以正弦函数为算子的切换制导律，实现了不同制导律之间的二阶平滑过渡。最后将常规导引飞行段，制导规律切换段与新型制导律导引段等飞行过程综合考虑，搭建整体的仿真系统，仿真结果验证了设计思路的可行性和新型导引规律的有效性。

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