导弹编队控制技术研究

发布时间：2022-08-11 14:04

　　导弹在现代战争中扮演着重要的角色,是一种极具威胁的武器。但是,随着各类反导系统逐步完善,导弹将面临更大的威胁,其突防能力将受到很大的挑战。多枚导弹编队飞行可依靠时间和空间上的协同实现高密度、同时突防,增加敌方防御系统拦截的难度,提高整体的作战效能。本文的主要研究内容如下:针对多导弹编队协同作战问题,本文研究了领弹-从弹相对运动模型的建立及编队控制器的设计问题。基于从弹弹道坐标系,建立领弹-从弹相对运动模型并对其进行了简化和线性化,采用PID技术设计了控制器,并基于遗传算法对PID控制器的参数进行了优化;分别基于领弹弹道坐标系和从弹视线坐标系建立了领弹-从弹相对运动三维模型,考虑导弹的状态变量约束、控制变量的有限性,采用高斯伪谱法,研究了能使导弹快速形成编队的最优控制器和满足导弹状态变量性能指标的最优控制器;最后,将领弹的加速度和从弹受到的干扰看作有界干扰,基于领弹视线坐标系建立导弹编队控制模型,采用滑模控制理论设计了具有强鲁棒性的导弹编队控制器。通过仿真验证了文中所设计控制器的有效性。 

【文章页数】：73 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 导弹编队控制研究现状
        1.2.1 导弹编队控制策略
        1.2.2 导弹编队控制国内外研究情况
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 基于PID控制的多弹飞行编队控制器设计
    2.1 导弹编队飞行运动模型
    2.2 PID控制器设计
        2.2.1 PID控制器设计
        2.2.2 仿真分析
    2.3 PID控制器参数优化
        2.3.1 遗传算法的基本原理
        2.3.2 遗传算法的基本流程
        2.3.3 基于遗传算法的PID控制器参数优化
        2.3.4 参数优化仿真分析
第3章 基于高斯伪谱法的多弹编队飞行控制器设计
    3.1 高斯伪谱法理论基础
    3.2 基于领从弹相对坐标系的导弹编队控制器设计
        3.2.1 坐标系定义
        3.2.2 基于领从弹相对坐标系的导弹编队飞行相对运动模型的建立
        3.2.3 基于高斯伪谱法的导弹编队控制器设计
        3.2.4 仿真分析
        3.2.5 导弹编队形成及保持
    3.3 基于视线坐标系的导弹编队控制器设计
        3.3.1 坐标系定义
        3.3.2 基于视线坐标系的导弹编队飞行相对运动模型
        3.3.3 基于伪谱法的导弹编队控制器设计
        3.3.4 仿真分析
        3.3.5 高斯点个数的选择
第4章 基于滑模控制的导弹编队控制器设计
    4.1 导弹编队飞行运动模型的建立
        4.1.1 坐标系定义
        4.1.2 坐标系之间的转换
        4.1.3 导弹编队运动相对运动方程
    4.2 导弹编队控制器设计设计与稳定性分析
        4.2.1 导弹编队控制器设计
        4.2.2 稳定性分析
    4.3 仿真结果及分析
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 工作展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文与研究成果清单
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于极点配置滑模方法的无人机编队控制仿真[J]. 乌伟.  测控技术. 2015(02)
[2]无人机编队机动飞行时的队形保持反馈控制[J]. 邵壮,祝小平,周洲,王彦雄.  西北工业大学学报. 2015(01)
[3]多导弹编队飞行导引律设计[J]. 谷逸宇.  现代防御技术. 2014(01)
[4]飞航导弹编队队形变换控制器设计[J]. 杜阳,吴森堂.  北京航空航天大学学报. 2014(02)
[5]多导弹协同攻击编队非线性最优控制器设计[J]. 张磊,方洋旺,刁兴华,胡杰.  北京航空航天大学学报. 2014(03)
[6]基于伪谱法的定向定时航迹规划方法[J]. 张利民,孙明玮,陈增强,张兴会.  弹道学报. 2013(03)
[7]基于Gauss伪谱法的空空导弹最优中制导律设计[J]. 杨希祥,张为华.  国防科技大学学报. 2013(01)
[8]导弹编队协同作战的概念及其关键技术[J]. 肖志斌,何冉,赵超.  航天电子对抗. 2013(01)
[9]导弹编队队形拆分重构与领弹继任控制器设计[J]. 郝博,李帆,赵建辉,薛蕾.  弹箭与制导学报. 2013(01)
[10]一种控制多弹协同攻击时间和攻击角度的方法[J]. 王晓芳,洪鑫,林海.  弹道学报. 2012(02)

硕士论文
[1]众多导弹协同作战制导控制的研究[D]. 吴胜亮.南京航空航天大学 2013
[2]多导弹协同制导及编队飞行控制方法研究[D]. 田群方.哈尔滨工业大学 2010



本文编号：3674797