空空导弹前向拦截制导问题研究
发布时间：2022-08-09 14:18
临近空间高超声速飞行器的问世对现有的导弹防御系统提出了新的挑战。为了应对临近空间高超声速目标的威胁，必须发展新的武器防御系统。本文以空空导弹拦截临近空间高速高机动目标为背景，研究了前向拦截的相关制导问题。主要内容包括前向拦截中末制导交班条件、最优中制导律的设计和指令修正策略以及载机对目标的机动跟踪问题。首先，建立了导弹的运动模型以及导弹与目标的相对运动模型，为后面的研究奠定了基础。其次，对前向拦截的中末制导交班问题进行了分析。分析了前向拦截中末制导交班条件，给出了适用于前向拦截末制导的捕获区，并分析了初始探测误差对中末制导交班的影响。然后，设计了前向拦截的最优中制导律。分析了前向拦截的中制导约束条件，给出了前向拦截最优中制导问题的数学描述，并给出了基于高斯伪谱法的求解算法。针对载机可以对目标进行探测的特点，给出了中制导的指令修正策略。最后，基于扩展卡尔曼滤波方法对目标的机动跟踪问题进行了研究。根据目标的运动特性，在视线坐标系下建立了基于当前统计模型的跟踪滤波模型。并给出了基于扩展卡尔曼滤波的目标机动估计算法。
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 临近空间高超声速飞行器防御现状
1.3 前向拦截及相关制导问题的研究现状
1.3.1 前向拦截的研究现状
1.3.2 中制导研究现状
1.3.3 机动目标跟踪研究现状
1.4 论文主要研究内容及章节安排
第2章 导弹运动的数学模型
2.1 引言
2.2 常用坐标系及转化关系
2.2.1 常用坐标系介绍
2.2.2 坐标系间的转化关系
2.3 导弹运动模型的建立
2.4 弹-目相对运动方程
2.5 本章小结
第3章 前向拦截中末制导交班问题分析
3.1 引言
3.2 前向拦截中末制导交班条件分析
3.3 前向拦截的捕获区分析
3.3.1 末制导拦截几何
3.3.2 末制导捕获区的计算
3.4 初始探测误差对交班的影响分析
3.5 本章小结
第4章 前向拦截的最优中制导律设计
4.1 引言
4.2 中制导问题描述
4.2.1 导弹受到的约束条件
4.2.2 导弹运动模型
4.2.3 优化指标的选择
4.2.4 最优中制导律的数学描述
4.3 基于高斯伪谱法的前向拦截最优中制导律设计
4.3.1 高斯伪谱法原理
4.3.2 仿真结果及分析
4.4 基于指令修正的中制导策略
4.4.1 影响指令修正的因素
4.4.2 指令修正的准则
4.5 本章小结
第5章 前向拦截的机动目标跟踪问题研究
5.1 引言
5.2 目标机动跟踪滤波模型的建立
5.2.1 目标机动模型的选择
5.2.2 跟踪滤波模型
5.3 扩展卡尔曼滤波算法
5.4 基于扩展卡尔曼滤波的目标机动跟踪
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]高超声速巡航飞行器防御方案探讨[J]. 熊俊辉,唐胜景. 飞航导弹. 2012(01)
[2]一种用于仅有位置观测信息的机动目标跟踪滤波算法[J]. 马慧敏,何金刚,胡士强. 弹箭与制导学报. 2011(03)
[3]高超声速巡航导弹及其拦截策略研究[J]. 刘旭,李为民,任晓虹. 飞航导弹. 2011(04)
[4]临近空间高超声速武器防御及关键技术研究[J]. 戴静,程建,郭锐. 装备指挥技术学院学报. 2010(03)
[5]临近空间飞行器的现状及发展趋势[J]. 王亚飞,安永旺,杨继何. 国防技术基础. 2010(01)
[6]一种交班时刻性能最优的中制导律设计与仿真[J]. 董朝阳,周雨. 系统仿真学报. 2009(24)
[7]超声速拦射导弹的一种预测变结构中制导律[J]. 王玉林,周绍磊,雷明. 飞行力学. 2009(05)
[8]带有间歇辅助测量的机动目标被动跟踪[J]. 杨宝庆,贺风华,姚郁. 红外与激光工程. 2009(03)
[9]一种前向拦截的非线性变结构制导律[J]. 葛连正,赵立军,房新亮,李瑞峰. 系统仿真学报. 2009(06)
[10]基于Gauss伪谱方法的高超声速飞行器再入轨迹快速优化[J]. 雍恩米,唐国金,陈磊. 宇航学报. 2008(06)
博士论文
[1]前置追踪拦截方式的拦截器变结构制导律研究[D]. 葛连正.哈尔滨工业大学 2009
[2]基于预测控制的大气层外KKV制导控制规律研究[D]. 杨宝庆.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]TWS雷达目标航迹跟踪及预测算法研究[D]. 姚惠元.哈尔滨工业大学 2011
[2]空空导弹越肩发射制导控制系统设计[D]. 李红超.哈尔滨工业大学 2010
[3]拦截弹中制导段性能研究[D]. 杨洋.国防科学技术大学 2009
[4]临近空间飞行器弹道跟踪与拦截仿真[D]. 孙国强.哈尔滨工业大学 2009
[5]机动目标跟踪算法与应用研究[D]. 沈莹.西北工业大学 2007
[6]近距空空导弹中末制导交接班策略研究[D]. 王延.西北工业大学 2006
本文编号：3672710
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 临近空间高超声速飞行器防御现状
1.3 前向拦截及相关制导问题的研究现状
1.3.1 前向拦截的研究现状
1.3.2 中制导研究现状
1.3.3 机动目标跟踪研究现状
1.4 论文主要研究内容及章节安排
第2章 导弹运动的数学模型
2.1 引言
2.2 常用坐标系及转化关系
2.2.1 常用坐标系介绍
2.2.2 坐标系间的转化关系
2.3 导弹运动模型的建立
2.4 弹-目相对运动方程
2.5 本章小结
第3章 前向拦截中末制导交班问题分析
3.1 引言
3.2 前向拦截中末制导交班条件分析
3.3 前向拦截的捕获区分析
3.3.1 末制导拦截几何
3.3.2 末制导捕获区的计算
3.4 初始探测误差对交班的影响分析
3.5 本章小结
第4章 前向拦截的最优中制导律设计
4.1 引言
4.2 中制导问题描述
4.2.1 导弹受到的约束条件
4.2.2 导弹运动模型
4.2.3 优化指标的选择
4.2.4 最优中制导律的数学描述
4.3 基于高斯伪谱法的前向拦截最优中制导律设计
4.3.1 高斯伪谱法原理
4.3.2 仿真结果及分析
4.4 基于指令修正的中制导策略
4.4.1 影响指令修正的因素
4.4.2 指令修正的准则
4.5 本章小结
第5章 前向拦截的机动目标跟踪问题研究
5.1 引言
5.2 目标机动跟踪滤波模型的建立
5.2.1 目标机动模型的选择
5.2.2 跟踪滤波模型
5.3 扩展卡尔曼滤波算法
5.4 基于扩展卡尔曼滤波的目标机动跟踪
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]高超声速巡航飞行器防御方案探讨[J]. 熊俊辉,唐胜景. 飞航导弹. 2012(01)
[2]一种用于仅有位置观测信息的机动目标跟踪滤波算法[J]. 马慧敏,何金刚,胡士强. 弹箭与制导学报. 2011(03)
[3]高超声速巡航导弹及其拦截策略研究[J]. 刘旭,李为民,任晓虹. 飞航导弹. 2011(04)
[4]临近空间高超声速武器防御及关键技术研究[J]. 戴静,程建,郭锐. 装备指挥技术学院学报. 2010(03)
[5]临近空间飞行器的现状及发展趋势[J]. 王亚飞,安永旺,杨继何. 国防技术基础. 2010(01)
[6]一种交班时刻性能最优的中制导律设计与仿真[J]. 董朝阳,周雨. 系统仿真学报. 2009(24)
[7]超声速拦射导弹的一种预测变结构中制导律[J]. 王玉林,周绍磊,雷明. 飞行力学. 2009(05)
[8]带有间歇辅助测量的机动目标被动跟踪[J]. 杨宝庆,贺风华,姚郁. 红外与激光工程. 2009(03)
[9]一种前向拦截的非线性变结构制导律[J]. 葛连正,赵立军,房新亮,李瑞峰. 系统仿真学报. 2009(06)
[10]基于Gauss伪谱方法的高超声速飞行器再入轨迹快速优化[J]. 雍恩米,唐国金,陈磊. 宇航学报. 2008(06)
博士论文
[1]前置追踪拦截方式的拦截器变结构制导律研究[D]. 葛连正.哈尔滨工业大学 2009
[2]基于预测控制的大气层外KKV制导控制规律研究[D]. 杨宝庆.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]TWS雷达目标航迹跟踪及预测算法研究[D]. 姚惠元.哈尔滨工业大学 2011
[2]空空导弹越肩发射制导控制系统设计[D]. 李红超.哈尔滨工业大学 2010
[3]拦截弹中制导段性能研究[D]. 杨洋.国防科学技术大学 2009
[4]临近空间飞行器弹道跟踪与拦截仿真[D]. 孙国强.哈尔滨工业大学 2009
[5]机动目标跟踪算法与应用研究[D]. 沈莹.西北工业大学 2007
[6]近距空空导弹中末制导交接班策略研究[D]. 王延.西北工业大学 2006
本文编号：3672710
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3672710.html
