随着现代军事技术的发展,具备精确制导功能的飞行器作为重要的战略资源,其研究成为国内外研究学者的重点关注领域。为提升飞行器的整体制导性能,仅约束末端脱靶量是不够的,针对不同的目标,需约束不同的性能指标。针对静止目标,通过约束飞行器末端角度和末端速度,可以提升飞行器的毁伤能力。针对机动目标,如何在过载约束下拦截机动目标是制导领域的难点和重点,因此研究过载约束下的机动目标制导方法军事意义重大。最后,为更好地提升飞行器的制导性能,强化其制导控制系统对所处环境的鲁棒性,准确获取飞行器所处环境的气动参数是必要的。针对上述三个研究方向,开展如下研究工作:首先,针对三个研究方向,分别介绍研究背景、意义以及研究现状,确定主要研究内容。同时为便于文章后续的公式推导和理解,给出所需坐标系定义以及相关转换关系,并且建立飞行器质心动力学和运动学模型、飞行器绕质心动力学和运动学模型、目标模型、辅助模型以及弹目相对运动模型。其次,研究飞行器末制导气动参数在线辨识算法。结合飞行器末制导动力学模型,采用一阶随机过程模拟气动参数摄动,确定辨识状态向量和观测向量,建立气动参数在线辨识模型。同时分别给出扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波、容积卡尔曼滤波和高阶容积卡尔曼滤波四种在线辨识算法的原理和步骤。仿真表明,在线辨识末制导过程的气动参数是可行的。容积卡尔曼滤波和高阶容积卡尔曼滤波的辨识效果优于扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波,精度高,鲁棒性强。然后,研究末端角度和速度约束下的静止目标制导方法。首先结合最优控制理论和弹目相对运动模型推导出末端角度约束下的末制导律,仿真确定角度偏差和指令过载量之间存在正相关关系。然后引入过渡函数,设计基于过渡函数的末端角度约束末制导律,解决制导初期大角度偏差导致过载较大的问题。仿真表明过渡函数参数与末端速度之间存在正相关关系。根据该特性,为满足在线快速计算的需求,结合神经网络,最后设计末端角度和速度约束下的末制导律。同时引入气动参数在线辨识模块,提高飞行器对环境的适应能力。仿真表明,整体制导方法是可行的,其精度可以满足实际任务需求。最后,设计过载约束下的机动目标制导方法。首先为适应目标的大过载特点,结合预测命中点和多阶段制导思想构建两阶段制导方法,确定一阶段粗制导和二阶段精制导的任务需求。一阶段通过零化末端过载,在线性化条件下推导出初末飞行器参数关系,设计偏置现实真比例导引律,实现粗跟踪机动目标。二阶段引入预测命中点确定虚拟制导目标,减少目标机动对制导性能的影响,得到目标机动与虚拟制导目标运动的关系,同时采用零化过载思想推导出针对虚拟目标的偏置现实真比例导引律,提高制导后期过载的有效利用率,并推导出两阶段切换条件。仿真结果表明,所提制导方法能拦截大过载机动目标,拥有比现实真比例导引律更大的捕获域。