反助推段导弹的末制导仿真研究

发布时间：2023-05-18 04:38

　　导弹的拦截问题一直是当今各国防御系统的重点研究任务之一,助推段反导具有易于探测发现、节约作战资源等优点,被普遍认为是最有效的拦截时段,然而因助推段导弹加速度大、上升时间短,目前仍迫于技术难题处于研讨试验阶段。本文以拦截助推段的陆基拦截弹为背景,针对三级火箭助推的大机动目标,设计了一种被动制导滤波方法,与末制导律相结合,来保证精准制导任务有效地完成。在助推段运行的飞行器加速度大,若加速度分量多集中于弹目视线法向上,会大大增加拦截需用过载,使拦截难度增大。本文将自适应推广卡尔曼滤波应用于被动探测条件下的目标加速度估计上,应用视线角速率归零的滑模变结构制导方法,有效地控制目标始终位于视线范围内。同时,对三维空间内的拦截问题进行了弹道仿真,研究了目标机动及交会角对拦截效果的影响。首先,本文介绍了助推段反导现状及机动目标的跟踪方法的发展进程,确立了拦截弹和拦截目标的运动模型。并对仅有角度信息已知的被动测量条件进行分析,通过对几种不同的目标机动模型进行对比,选取Singer模型描述目标的机动行为并推导了视线角观测模型。随后在推广卡尔曼滤波的基础上,针对噪声未知的情况推导了新的制导滤波器。其次,在纵...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 助推段反导研究现状
    1.3 机动目标跟踪研究方法现状
        1.3.1 改进制导律进行精准跟踪
        1.3.2 卡尔曼滤波在目标跟踪的应用
    1.4 本文研究内容及章节安排
第2章 导弹和目标运动模型的建立
    2.1 引言
    2.2 常见坐标系及其转换关系
        2.2.1 常见坐标系的定义
        2.2.2 坐标系间的转换关系
    2.3 空间拦截中的弹道方程
        2.3.1 GBI质心运动方程
        2.3.2 EKV质心运动方程
        2.3.3 EKV姿态运动方程
        2.3.4 控制力和控制力矩计算方程
    2.4 本章小结
第3章 基于AEKF的寻的制导滤波器
    3.1 目标运动的描述
        3.1.1 CV模型
        3.1.2 CA模型
        3.1.3 CT模型
        3.1.4 Singer模型
    3.2 自适应推广卡尔曼滤波
        3.2.1 观测模型的建立
        3.2.2 AEKF滤波算法
        3.2.3 助推段目标加速度估计
    3.3 仿真情形及分析
    3.4 本章小结
第4章 零化视线转率的滑模变结构制导律
    4.1 纵侧平面内弹目相对运动关系
    4.2 滑模变结构制导律的设计
        4.2.1 线性时变系统滑模变结构理论
        4.2.2 带滞环的开关式变结构制导律
        4.2.3 制导稳定性分析
        4.2.4 开关门限选取理论分析
    4.3 目标机动对需用过载的影响分析
        4.3.1 目标法向过载的影响
        4.3.2 交会角变化对需用过载的影响
    4.4 仿真情形及分析
    4.5 本章小结
第5章 三维空间的助推段反导仿真研究
    5.1 EKV末制导初始条件分析
    5.2 轨控发动机推力控制方法
        5.2.1 全开工作方式
        5.2.2 梯形脉冲工作方式
        5.2.3 三角形脉冲工作方式
    5.3 弹道仿真实例及分析
        5.3.1 GBI运动参数
        5.3.2 弹道1仿真实例
        5.3.3 弹道2仿真实例
        5.3.4 弹道3仿真实例
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3818691