补偿目标机动和制导动力学的制导律
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LQR制导律1.引言制导律是导弹制导系统的核心,用于控制导弹的飞行轨迹,使其能够准确命中目标。
LQR制导律是一种基于线性二次型调节器的制导律,具有简单、稳定、易于实现等优点。
本文将介绍LQR制导律的基本原理、系统模型建立、设计线性二次调节器(LQR)以及LQR制导律的实现。
2.LQR概述LQR是一种基于状态反馈的线性二次型调节器,其目标是使系统的输出轨迹在某种性能指标下达到最优。
LQR具有简单、稳定、易于实现等优点,被广泛应用于控制系统设计和分析中。
3.LQR制导律基本原理LQR制导律的基本原理是将导弹的飞行轨迹表示为状态变量的函数,然后通过设计一个线性二次型调节器来控制导弹的飞行轨迹。
该调节器的作用是根据导弹的状态信息,计算出控制指令,使导弹的飞行轨迹达到最优。
4.系统模型建立在LQR制导律中,首先需要建立导弹系统的数学模型。
该模型通常由状态方程和输出方程组成,描述了导弹的运动状态以及与外界环境的相互作用。
在建立模型时,需要考虑导弹的飞行动力学、控制力、空气阻力等因素。
5.设计线性二次调节器(LQR)在设计线性二次型调节器时,需要选择合适的权重矩阵和反馈增益矩阵,以使系统的输出轨迹在某种性能指标下达到最优。
常用的性能指标包括均方误差、均方根误差等。
通过求解最优控制问题,可以得到权重矩阵和反馈增益矩阵的数值解。
6.LQR制导律实现在实现LQR制导律时,需要将导弹的状态信息实时输入到线性二次型调节器中,计算出控制指令并输出给导弹控制系统。
该指令用于控制导弹的舵面运动,进而控制导弹的飞行轨迹。
在实际应用中,需要将LQR制导律与导弹控制系统进行集成,并进行仿真和实验验证。
7.结论本文介绍了LQR制导律的基本原理、系统模型建立、设计线性二次调节器(LQR)以及LQR制导律的实现。
LQR制导律具有简单、稳定、易于实现等优点,被广泛应用于导弹制导系统中。
通过建立导弹系统的数学模型并设计合适的线性二次型调节器,可以实现导弹的精确制导和命中目标。
二、飞行制导规律2.1综述:制导系统的任务是保证导弹击中目标,或者或者以最小的脱靶量截获之。
而导弹的飞行路线(弹道)是由制导规律决定的。
理论上讲有多条或者无数条弹道保证导弹和目标相遇,实际上对于每一种导弹只选取一条特定条件下的最佳弹道,所以导弹的弹道是受一定条件限制的。
有一定的规律,即制导规律(也称导引方法)。
从运动学的观点来看,制导规律可以决定导弹的理想弹道,所以选择导弹的导引规律就是选择导弹的理想弹道,即导弹在导引系统理想工作条件下所应经历的飞行轨迹。
理想弹道表示了制导规律的特性,不同的制导规律,弹道的曲率不同,系统动态误差不同,过载分部以及导弹、目标速度比的要求也不同。
制导武器的制导规律是借助一定的仪器实现的,根据制导方式的不同,这些仪器可在导弹上,也可在导弹以外的导引站上。
选择制导规律的根据是目标的运动特性、环境和设备的性能以及使用要求。
对导引规律一般有以下要求:(1)保证系统有足够的制导准确度。
(2)导弹的整个飞行弹道,特别是在攻击区域内,理想弹道曲率应该尽量小,保证所需的导弹过载小。
(3)保证飞行的稳定性,导弹的运动对目标运动参数的变化不敏感。
(4)制导设备尽可能简单。
导引方法和制导方式是相互关联的。
在自瞄准制导中常见的导引方法有:追踪法、平行接近法、比例导引法等。
在遥控知道中常见的导引方法有:3点法、前置角法等。
2.2经典导引方法:一、自瞄准制导的相对运动方程:2-1自瞄准系统导弹与目标运动关系根据图2-1所示的导弹和目标间的相对运动关系,显然:目标视线方向上: ηηc o s c o s V V dtdr T T -= 目标视线法线方向上: ()T T V V rdt dq ηηsin sin 1-= 结合图2—1中角度关系,以及导引关系方程,可得到自瞄准制导的相对运动方程组:sin sin cos cos 1=+=+=-=-=εησησηηηηTT T T T T q q V V dtdq r V V dtdr (1)式中,01=ε未描述导引方法的导引方程。
一种具有机动目标加速度补偿的制导律设计制导律是制导系统中的关键算法,用于使导弹或飞行器能够准确地追踪和击中目标。
针对机动目标的设计,需要考虑到目标的速度和加速度变化,以及制导系统的响应时间和调整能力。
本文将介绍一种具有机动目标加速度补偿的制导律设计,以提高制导系统的精确性和鲁棒性。
一、引言在导弹或飞行器的制导系统中,目标通常会进行机动,即改变其速度和加速度,以避免被击中。
传统的制导律设计仅考虑目标的速度变化,并采用比例导引或自抗扰制导等方法来追踪目标。
然而,对于具有较大加速度变化的机动目标,单一的速度补偿往往无法满足要求。
二、机动目标加速度补偿的制导律设计为了实现对机动目标的精确追踪,需要引入目标加速度的补偿。
具体的制导律设计可以分为以下几个步骤:1. 目标模型建立针对机动目标,需要建立一个合适的数学模型来描述其运动状态。
常见的模型包括匀速运动模型、加速度模型等。
根据实际情况选择适合的模型,以便计算和预测目标的位置和速度。
2. 目标状态估计通过传感器获取目标的位置和速度信息,并结合目标模型进行状态估计。
利用滤波算法(如卡尔曼滤波)可以获得对目标状态的估计值,作为制导律设计的输入。
3. 制导律设计基于目标状态的估计值和目标模型,设计合适的制导律以使导弹或飞行器能够追踪目标。
在速度补偿的基础上,引入加速度补偿项,通过预测目标的加速度信息来修正制导指令。
4. 制导性能评估对设计的制导律进行性能评估,包括追踪精度、鲁棒性、抗干扰能力等。
利用仿真或实验数据进行验证,不断优化和调整制导律的参数以达到最佳的制导效果。
三、案例研究为了验证该制导律设计的有效性,进行了一系列的仿真和实验。
以导弹制导系统为例,选择了一种常见的机动目标,并模拟其速度和加速度变化。
通过设计的制导律进行导弹的仿真追踪,得到了较好的追踪精度和鲁棒性。
四、结论本文提出了一种具有机动目标加速度补偿的制导律设计,以提高制导系统对机动目标的追踪能力。
制导率和制导律-概述说明以及解释1.引言概述部分:制导率和制导律是导航和控制领域中两个重要的概念。
制导率是描述系统的导航性能的指标,它反映了系统在实际导航中的精度和稳定性。
而制导律则是指导系统在导航过程中采取何种控制策略来实现系统的目标。
本文将深入探讨制导率和制导律的含义、重要性以及影响因素,从而为导航和控制技术的研究和应用提供理论依据和指导意义。
"3.1 总结与回顾":{},"3.2 展望未来研究方向":{},"3.3 结论":{}}}}请编写文章1.1 概述部分的内容文章结构如下所示:第一部分是引言部分,介绍了文章的概述,文章结构和目的。
第二部分是正文部分,包括了制导率和制导律两个主要内容。
在制导率部分,将会介绍其定义和概念、重要性和影响因素。
在制导律部分,将会讨论其定义、作用和实际应用。
第三部分是结论部分,将对整篇文章进行总结与回顾,展望未来研究方向,并得出结论。
通过以上结构,读者可以清晰地了解本篇文章的框架和内容安排。
3.3 结论":{}}}}请编写文章1.2 文章结构部分的内容1.3 目的本文的目的是探讨制导率和制导律在现代科技和工程中的重要性和应用。
通过对制导率和制导律的定义、影响因素、作用和实际应用进行深入分析,旨在帮助读者更好地理解这两个概念的关系以及它们在实际工程中的应用情况。
同时,本文也将总结制导率和制导律在工程设计、控制系统和导航导弹等领域的重要性,展望未来可能的研究方向,为相关领域的科研工作提供参考和借鉴。
通过本文的研究,读者可以深入了解制导率和制导律对于现代技术和工程的重要性,进一步推动相关领域的发展和进步。
2.正文2.1 制导率2.1.1 定义和概念制导率是指在一定时间内,受导航系统引导的目标物体达到目标的准确程度。
通俗来讲,制导率是评价导航系统指引效果的指标,衡量了目标到达预定位置的准确性。
制导率通常以百分比或小数形式表示,如80或0.8。
攻击大机动目标的变结构末制导律设计为了攻击大型机动目标,智能导弹系统需要使用变结构模型来控制导弹末制导律。
变结构模型是一种基于系统切换的控制方法,通常用于控制复杂系统或需要对外界干扰作出反应的系统。
在导弹系统中,变结构模型可以使导弹在不同的情况下选择不同的控制器,并且能够处理部分失效或损坏的控制器的情况。
为了设计有效的变结构末制导律,需要考虑以下几个方面:1. 目标追踪和定位在攻击大型机动目标时,导弹系统需要能够快速追踪和定位目标。
传感器系统和导航系统需要协同工作,以确定目标的位置、速度和加速度等信息。
同时,导弹系统需要实时地跟踪目标的变化,以便及时采取适当的措施来应对目标的机动。
2. 切换控制器变结构模型需要在不同的情况下选择不同的控制器。
比如,在攻击目标时,导弹系统可以采用跟踪控制器来维持导弹的零偏差,同时采用预测控制器来估计目标的未来位置,以便导弹能够提前调整姿态和引导角,以便捕捉目标。
在目标机动时,导弹系统可以切换到自适应控制器,根据目标的运动状态和导弹的动态特性来调整末制导律,以确保导弹能够精确地命中目标。
在设计变结构末制导律之前,需要对不同的控制器进行仿真和优化。
控制器仿真可以在不同的环境和故障情况下测试控制器的性能,以确定各个控制器的优缺点。
同时,也可以通过仿真来优化末制导律的设计,以确保导弹能够在各种情况下实现精确制导。
4. 实时反馈控制为了使导弹系统能够快速响应目标的变化,末制导律需要实现实时反馈控制。
实时控制可以让导弹系统动态地适应目标的运动状态,从而确保导弹能够跟踪目标并精确地命中目标。
总之,攻击大型机动目标的变结构末制导律设计需要考虑目标追踪和定位、切换控制器、控制器仿真和实时反馈控制等方面。
通过合理的末制导律设计,可以使智能导弹系统具备较高的制导精度和攻击能力,从而有效实现对大型机动目标的精确攻击。
高速飞行器博弈制导与机动控制
高速飞行器博弈制导与机动控制是指在高速飞行器的导弹攻击或防御行为中,通过博弈论和控制理论来实现制导和机动控制的最优化问题。
在高速飞行器导弹攻击场景中,制导是指导弹自动追踪目标并实现精确打击的过程。
博弈制导的目标是通过博弈论的方法,根据敌我双方的态势变化和对手的动作,确定最优的制导策略,以提高导弹的命中率和打击效果。
博弈制导需要考虑导弹的航迹规划、目标搜索与锁定、制导命令生成等问题,同时需要与敌方目标进行博弈,根据对方的动作和反应进行策略调整。
在高速飞行器防御场景中,机动控制是指通过改变飞行器的航迹和姿态,来弥补导弹与目标之间的距离和速度差异,以规避敌方导弹的攻击。
机动控制的目标是根据导弹的追踪能力和航迹预测,确定最佳的机动策略,以最大程度地减小导弹的命中概率。
机动控制需要考虑飞行器的动力学特性、控制算法和飞行器的能力限制,同时需要根据导弹的攻击特性和航迹预测进行策略调整。
高速飞行器博弈制导与机动控制是一个复杂的优化过程,需要综合考虑飞行器和导弹的特性、环境条件和敌我双方的动作,通过建立数学模型和控制算法,寻求最优的制导和机动策略,以提高战斗力和生存能力。
这是一个多学科交叉的领域,需要深入研究飞行器动力学、控制理论、博弈论和优化算法等内容,以应对复杂多变的战斗环境。
机载导弹的分离安全性分析和制导律研究导弹是现代战争中不可或缺的重要武器,而机载导弹作为一种重要的导弹类型,其分离安全性和制导律的研究显得尤为重要。
首先,我们来分析机载导弹的分离安全性。
导弹的分离是指导弹从载机上分离出来,进入飞行状态的过程。
这个过程涉及到飞行器的动力学和控制特性,如果分离不当,就有可能导致事故或导弹发射失败。
因此,研究机载导弹的分离安全性,对于提高导弹发射的成功率和保证飞行任务的顺利进行具有重要意义。
研究人员需要通过数值模拟和实验验证等手段,分析导弹与载机之间的相互作用,确定最佳的分离时机和分离方式,保证导弹在分离过程中的稳定性和安全性。
其次,制导律的研究同样重要。
制导律是指导弹在飞行过程中的控制律,通过控制导弹的姿态和轨迹,使其能够准确打击目标。
机载导弹的制导律研究需要考虑到导弹的飞行环境、目标的运动特性以及导弹自身的动力学特性等因素。
研究人员需要通过数学建模和仿真实验,确定最佳的制导律,使得导弹能够稳定地飞行并准确打击目标。
同时,还需要考虑到导弹的自适应能力,使得导弹能够适应不同的飞行环境和目标特性,提高导弹的打击效能。
在机载导弹的分离安全性分析和制导律研究中,还需要考虑到导弹与载机之间的协同作战问题。
导弹的分离和制导过程需要与载机的动作和飞行任务相协调,确保导弹能够顺利地分离出来并准确打击目标。
因此,研究人员还需要考虑到导弹与载机之间的通信和协同控制技术,确保导弹与载机之间的信息交流和指挥控制的有效性。
总之,机载导弹的分离安全性分析和制导律的研究是提高导弹作战能力的关键。
通过研究导弹的分离安全性,可以确保导弹的稳定分离和飞行;而通过研究导弹的制导律,可以提高导弹的打击精度和效能。
这些研究还需要考虑到导弹与载机之间的协同作战问题,确保导弹能够与载机有效地配合作战。
制导的原理嘿,朋友们!今天咱就来唠唠制导的原理。
你说制导像啥?就好比咱走路,得知道往哪儿走,还得能稳稳地走过去,不能跑偏喽。
制导也是这个理儿呀!想象一下,一枚导弹要去打击目标,它要是没个“准头”,那可就乱套啦!制导就是给它装上一双“眼睛”,让它能准确无误地找到目标。
制导的方式那可多了去了。
就像咱出门,有时候靠眼睛看路,有时候得听导航的指示。
导弹也一样,有靠自己“感觉”的,比如惯性制导,就像你闭着眼也能凭着记忆走一段路。
还有靠外部“帮忙”的,像卫星制导,那就是有个“大向导”在天上告诉你该往哪儿走呢!再说这雷达制导,就好像你在黑暗中有双能“看见”的眼睛,能准确找到目标的位置。
这多厉害呀!每种制导方式都有它的特点和用处,就看在啥场合用啦。
制导可不只是在军事上有用哦,咱生活中也有类似的呢!比如说你开车用的导航,那不也是一种制导嘛,只不过是给车制导,不是给导弹制导。
你想想,要是没有制导,那得多乱呀!导弹不知道飞哪儿去了,车也不知道开到哪儿了,那不就糟糕啦!所以说呀,制导可真是个了不起的东西。
咱再说说制导的精度,这可太重要啦!就好比你射箭,要是瞄不准,那能射中靶心吗?制导也是一样,要是精度不高,那可就达不到目的啦。
为了提高精度,科学家们可是绞尽脑汁,不断研究新的技术和方法呢。
而且呀,制导还得适应各种环境。
就像咱人一样,在不同的地方得有不同的办法。
天气不好啦,干扰多啦,都得想办法克服,让制导系统能正常工作。
总之呢,制导这玩意儿真的很神奇,很重要。
它让那些厉害的武器能准确打击目标,也让我们的生活更加便利。
咱得好好感谢那些研究制导的科学家们,是他们让这一切成为可能。
制导的世界丰富多彩,充满了挑战和机遇。
未来,谁知道还会有什么样更先进、更厉害的制导技术出现呢!让我们拭目以待吧!。
2制导规律汇总范文制导是指用其中一种特定的手段来控制或引导其中一种物体或过程的运动,使其达到预定的目标。
在现代科技中,制导技术的应用十分广泛,其中2制导规律是一种常见且重要的制导方式。
下面对2制导规律进行详细的汇总。
2制导规律是指利用不同的2个物理量来进行制导控制,其中一个物理量是被测量的量(也称为被控制量),另一个物理量是用来进行比较、计算和控制的量(也称为控制量)。
2制导规律可以用于导弹、飞机、船舶、火箭、火炮等各种控制系统。
常见的2制导规律包括比例制导、积分制导、微分制导、PID控制等。
比例制导是最简单也是最基本的2制导规律之一、它的基本原理是根据被测量量和控制量之间的比例关系来进行控制。
当被测量量与控制量之间的差异很小时,比例制导可以实现快速、精确的控制。
但当差异较大时,比例制导可能会导致超调现象,即被测量量超过预定目标值。
积分制导是在比例制导的基础上增加了积分环节。
它的基本原理是在一定时间内对比例误差进行积分,从而消除系统的静态误差。
积分制导可以提高系统的稳定性和静态精度,但过大的积分时间常数可能导致系统的不稳定性。
微分制导是在比例制导的基础上增加了微分环节。
它的基本原理是根据被测量量的变化速率来进行控制。
微分制导可以使系统更加灵敏,对快速变化的被测量量有较好的响应性,但过大的微分时间常数可能导致系统产生振荡。
PID控制是将比例制导、积分制导和微分制导三种规律结合起来的一种控制方法。
PID控制可以同时利用比例、积分和微分环节来进行控制,从而最大限度地提高系统的稳定性、精度和响应速度。
PID控制常被广泛应用于工业控制、机器人控制、飞行器控制等领域。
除了上述几种常见的2制导规律外,还有一些其他的2制导规律,如模糊制导、自适应控制等。
模糊制导是一种以模糊逻辑为基础的制导方式,它可以较好地处理系统的不确定性和模糊性。
自适应控制是指根据系统的动态特性不断调整控制规律,以适应不同的工作状态和工作条件。
微分对策制导律微分对策制导律是一种广泛应用于控制领域的方法,特别是在导弹和航天控制系统中。
它是一种最优控制策略,通过将目标函数极小化或最大化,实现对系统最优运动轨迹的求解。
本文将介绍微分对策制导律的基本原理、方法和应用。
一、微分对策制导律的基本原理微分对策制导律是一种基于微分对策理论的制导方法。
微分对策理论是研究具有有限个状态和行动的动态规划问题的理论。
在微分对策中,决策者需要在每个状态选择一个行动,以最大化或极小化目标函数。
微分对策制导律的核心思想是将导弹的运动过程离散化,将每个离散时间点的导弹状态看作是一个状态,将导弹在该时间点的所有可能运动方向看作是行动。
然后,根据微分对策理论,求解每个时间点的最优制导律,从而得到导弹的最优运动轨迹。
二、微分对策制导律的方法微分对策制导律的方法主要包括以下几个步骤:1.建立数学模型:首先需要建立导弹运动过程的数学模型,包括动力学方程、运动约束条件等。
2.离散化时间轴:将导弹运动的时间轴离散化,将每个离散时间点的导弹状态看作是一个状态。
3.定义目标函数:根据任务需求,定义目标函数,如最小化导弹飞行时间、最小化导弹燃料消耗等。
4.求解最优制导律:通过微分对策理论,求解每个时间点的最优制导律,得到导弹的最优运动轨迹。
5.实时控制:根据实时监测的导弹状态,通过最优制导律计算出最优控制指令,控制导弹的飞行。
三、微分对策制导律的应用微分对策制导律广泛应用于导弹和航天控制系统中,如弹道导弹、巡航导弹、卫星等。
下面以巡航导弹为例,介绍微分对策制导律的应用。
巡航导弹是一种无人驾驶的飞行器,需要在复杂环境中完成精确打击任务。
在巡航导弹的控制系统中,微分对策制导律可以用于实现以下功能:1.路径规划:根据任务需求和目标位置,规划出最优的飞行路径,实现精确打击。
2.避障控制:在飞行过程中,实时监测周围的障碍物,通过微分对策制导律计算出最优的避障轨迹,避免与障碍物碰撞。
3.目标跟踪:在飞行过程中,通过微分对策制导律实现对目标的最优跟踪,提高打击精度。
现代制导律现代制导律制导律是指在飞行器运动中,根据目标和飞行器的状态信息,计算出控制量的规律。
现代制导律是指利用先进的数学方法和计算机技术,对飞行器进行精确的控制和导航。
一、现代制导律的发展历程1. 传统制导律传统制导律主要采用经验公式和试验数据来设计,缺乏理论分析和优化计算。
这种方法在实践中存在精度低、稳定性差等问题。
2. 现代制导律随着计算机技术和数学方法的不断发展,现代制导律逐渐成为主流。
它采用数学模型来描述飞行器运动规律,并利用计算机进行优化设计。
现代制导律具有精度高、稳定性好等优点。
二、现代制导律的基本原理1. 控制系统模型现代制导律基于控制系统模型来描述飞行器运动规律。
控制系统模型包括状态方程和输出方程两部分。
状态方程描述了飞行器位置、速度、加速度等状态量随时间变化的规律;输出方程描述了控制量与状态量之间的关系。
2. 控制律设计现代制导律的核心是控制律设计。
控制律是指根据目标和飞行器的状态信息,计算出控制量的规律。
现代制导律采用优化算法来设计控制律,以达到最优的控制效果。
3. 控制器实现控制器是实现控制律的硬件设备,包括传感器、执行机构和计算机等。
现代制导律采用先进的传感器和执行机构,以及高性能的计算机来实现精确的控制和导航。
三、现代制导律的应用领域1. 航空航天现代制导律在航空航天领域得到广泛应用,包括飞行器姿态控制、自主导航、目标跟踪等方面。
它为飞行器提供了精确而稳定的控制和导航能力。
2. 智能交通现代制导律在智能交通领域也有广泛应用,包括车辆自动驾驶、交通流量优化等方面。
它可以提高交通效率和安全性,减少交通事故发生率。
3. 工业自动化现代制导律在工业自动化领域也有应用,包括机器人控制、自动化生产等方面。
它可以提高生产效率和质量,降低人工成本和误差率。
四、现代制导律的发展趋势1. 多模式控制多模式控制是指根据不同的飞行状态,采用不同的控制律来实现精确的控制。
它可以提高飞行器的适应性和稳定性。
航 天 控 制Aer os pace Contr ol Jun 12005Vol 123,No .3一种新的变结构制导律研究王广宇装备指挥技术学院,北京101416摘 要 在非线性相对运动学基础上提出了一种新的变结构制导律。
变结构制导律仅利用了目标加速度界限的信息,因而在拦截过程中,并不需要精确的测量目标加速度,也就是取得了对目标机动的鲁棒性。
在执行上,变结构制导律仅使用了视线转率测量值,因而和比例导引同样简单。
仿真结果表明,所提出的制导律与比例导引相比有较大的性能改善。
主题词 非线性相对运动学 鲁棒性 变结构控制 制导律中图分类号:V448.2 文献标识码:A 文章编号:100623242(2005)0320014206Study on New Var i a ble Structure Gu i dance LawW ang GuangyuI nstitute of Command and Technol ogy of Equi pment,Beijing 101416Abstract A ne w variable structure guidance law (VSG ),based on nonlinear relative kine m atics,is pro 2posed .The proposed guidance law only uses the infor m a tion of the target accelera tion bound,therefore the precise m easuring of target acceleration du ring interception is not required,nam ely,the robustness to target m aneuver is achieved .L ike proportional navigation guidance (P NG ),the ne w guidance law,w hich utilizes line 2of 2sight (LOS )m easu re m ent only,is si m ple to i m ple m ent .N um erical si m ulations sho w that the varia 2ble structure guidance law has m uch better perfor m ance co m pared to proportional navigation .Subject ter m s N onlinear relative kine m atics equations R obustness V ariable structure control Guid 2ance law 收稿日期:2004209201作者简介:王广宇(1976~),男,山东人,助教(硕士研究生),主要研究方向为导航、制导与控制。
一种基于扰动补偿的机弹协同LOS主动防御制导律
王捷;刘俊辉;陈昊;赵琦;刘维
【期刊名称】《现代防御技术》
【年(卷),期】2024(52)2
【摘要】随着无人技术和军事科技发展,无人近距空战引起了世界军事强国的广泛关注。
面临高速大机动能力来袭导弹的威胁,传统的抛洒箔条或释放热焰弹等被动防御措施无法确保目标飞行器安全逃逸,通过发射拦截弹协同目标飞行器机动实施的主动防御是一种可行的方法。
由于来袭导弹机动能力较强且加速度信息未知,是目标飞行器-拦截弹制导律协同设计的难点。
提出一种基于扰动补偿的LOS主动防御拦截制导律,通过设计一种非线性扰动观测器来估计来袭弹产生的机动的影响,并在机弹协同LOS主动防御制导律设计中补偿。
通过仿真算例验证了所提方法能够有效拦截具有未知机动能力的来袭导弹,为研究三体攻防问题提供了一定的参考。
【总页数】10页(P94-103)
【作者】王捷;刘俊辉;陈昊;赵琦;刘维
【作者单位】北京电子工程总体研究所;北京理工大学宇航学院
【正文语种】中文
【中图分类】V19;TJ76
【相关文献】
1.一种基于目标机动补偿的协同制导律
2.一种新型领从式多弹协同制导律设计
3.基于脉冲发动机特性的多弹协同制导律设计
4.基于协同空域封锁的反导拦截弹最优中制导律研究
5.基于视线协同和DMPC的载机防御弹群协同主动防御制导策略
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二、飞行制导规律2.1综述:制导系统的任务是保证导弹击中目标,或者或者以最小的脱靶量截获之。
而导弹的飞行路线(弹道)是由制导规律决定的。
理论上讲有多条或者无数条弹道保证导弹和目标相遇,实际上对于每一种导弹只选取一条特定条件下的最佳弹道,所以导弹的弹道是受一定条件限制的。
有一定的规律,即制导规律(也称导引方法)。
从运动学的观点来看,制导规律可以决定导弹的理想弹道,所以选择导弹的导引规律就是选择导弹的理想弹道,即导弹在导引系统理想工作条件下所应经历的飞行轨迹。
理想弹道表示了制导规律的特性,不同的制导规律,弹道的曲率不同,系统动态误差不同,过载分部以及导弹、目标速度比的要求也不同。
制导武器的制导规律是借助一定的仪器实现的,根据制导方式的不同,这些仪器可在导弹上,也可在导弹以外的导引站上。
选择制导规律的根据是目标的运动特性、环境和设备的性能以及使用要求。
对导引规律一般有以下要求:(1)保证系统有足够的制导准确度。
(2)导弹的整个飞行弹道,特别是在攻击区域内,理想弹道曲率应该尽量小,保证所需的导弹过载小。
(3)保证飞行的稳定性,导弹的运动对目标运动参数的变化不敏感。
(4)制导设备尽可能简单。
导引方法和制导方式是相互关联的。
在自瞄准制导中常见的导引方法有:追踪法、平行接近法、比例导引法等。
在遥控知道中常见的导引方法有:3点法、前置角法等。
2.2经典导引方法:一、自瞄准制导的相对运动方程:2-1自瞄准系统导弹与目标运动关系根据图2-1所示的导弹和目标间的相对运动关系,显然:目标视线方向上: ηηc o s c o s V V dtdr T T -= 目标视线法线方向上: ()T T V V rdt dq ηηsin sin 1-= 结合图2—1中角度关系,以及导引关系方程,可得到自瞄准制导的相对运动方程组:sin sin cos cos 1=+=+=-=-=εησησηηηηTT T T T T q q V V dtdq r V V dtdr (1)式中,01=ε未描述导引方法的导引方程。
多约束条件下制导系数可变的最优制导律研究1. 研究背景:多约束条件导弹制导问题2. 制导系数可变的最优制导律的概念和原理3. 基于多目标优化的制导律设计方法4. 实验验证与结论1. 研究背景:在导弹制导问题中,多个约束条件(如动态特性、对抗条件、物理约束等)需要被满足,而这些约束条件往往相互矛盾、甚至是不可调和的。
传统的单目标优化方法往往难以解决这种多约束条件的问题,因此,如何在多约束条件下设计最优的制导律成为了一个关键的问题。
2. 制导系数可变的最优制导律的概念和原理:为了解决多约束条件下的导弹制导问题,研究者提出了一种制导律设计方法——制导系数可变的最优制导律。
所谓制导系数可变,就是指在导引头和机体动态一定的条件下,制导律所需的各项系数可以根据不同的约束条件进行优化和调整,这样就可以在不同的约束条件下获得最优的导弹弹道。
具体地,制导系数可变的最优制导律是基于多目标优化理论的,利用多目标优化算法寻找导弹的最优弹道。
同时,在进行制导律的设计时,需要考虑多个约束条件,如飞行高度、速度、角度等,同时需要保证导弹的稳定性和减小误差。
3. 基于多目标优化的制导律设计方法:多目标优化算法是寻找最优解的一种有效方法,在导弹制导问题中被广泛应用。
其基本思想是将问题转换成多个相互独立的子问题,然后通过对每个子问题进行优化和求解,最终得到全局最优解。
在制导系数可变的最优制导律的设计中,有两个基本步骤:约束条件的建立和目标函数的优化。
其中,约束条件是指导弹在飞行过程中需要满足的各种限制条件,如速度、角度、高度等。
目标函数是指制导律所要达到的目标,例如弹头的命中精度、导弹的机动性能、节省燃料等。
最终,利用多目标优化算法,可以得到一组最优解,然后再根据实际情况选择其中最优的一组解,作为导弹的最优制导律。
4. 实验验证与结论:为了验证制导系数可变的最优制导律的有效性,研究者进行了一系列模拟实验和实际试飞。
结果表明,制导系数可变的最优制导律在多约束条件下,能够较好地解决导弹制导问题,极大地提高了导弹的精度和准确性,同时减少了燃料的消耗。
补偿目标机动和制导动力学的制导律
目标机动和制导动力学的制导律是指,在导弹或其他制导武器与目标进行交互的过程中,如何有效地应对目标的机动和制导系统的影响,以确保制导武器能够准确地击中目标。
目标机动主要指目标在空间中进行的各种加速度变化,包括运动速度、加速度、角速度等
变化。
制导动力学指制导系统中的动力学特性,包括导弹的惯性、控制系统、电子装备等
方面的考虑。
对目标机动和制导动力学的制导律,既需要考虑导弹自身的动力学特性,也需要根据
目标的特性进行相应的调整。
下面介绍几种常见的补偿方法:
1. 比例导引补偿
比例导引补偿方法是最常用的一种补偿方法,它通过根据目标和导弹之间的距离差异,来调整导引系统的控制命令。
具体来说,导弹在发射后,首先会根据预设的导引规律进行
制导,当目标机动或者导弹运动状况有变化时,导引系统会根据差异大小,对控制命令进
行相应的补偿调整,以便更好地跟踪目标。
比例-微分导引补偿是比例导引的改进方法。
它的基本思路是,除了根据目标和导弹
之间的距离差异,还需要考虑目标和导弹之间的速度差异和加速度差异。
在比例导引的基
础上,微分导引会对差分值进行计算,并在导弹运行过程中根据差分值进行控制命令的相
应调整。
3. 倒置差值导引补偿
倒置差值导引补偿方法是另外一种常见的补偿方法。
它的思路是,先预测目标未来的
位置和运动轨迹,然后将预测值与实际值相减,得到差异值。
将差异值乘以一个系数,然
后对导引系统的控制命令进行相应的调整。
这种方法可以有效降低因目标机动而造成的跟
踪误差,提高导弹的精度。
在实际应用中,通常会采用上述多种补偿方法的组合,以应对不同情况下的制导需求。
对于高速机动目标和高精度制导系统而言,补偿目标机动和制导动力学的制导律,将是制
导系统设计中至关重要的一个环节。