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随着战争环境的复杂化,具有杀伤力大,机动能力强,高精度制导的大机动进攻型武器发展迅速,大机动目标拦截问题成为人们研究的重要课题。为了实现对大机动目标的拦截,不仅需要精确的获取目标的机动信息,而且设计有效的制导策略也是技术关键。本文以大机动目标拦截任务为背景,主要针对大机动目标拦截问题进行了以下研究。 对目标跟踪拦截的数学模型进行了研究。针对拦截弹的质点运动进行数学建模,建立了几种典型目标跟踪模型,并对目标跟踪的观测模型进行了研究;最后针对导弹拦截目标的相对运动进行数学建模。 研究了大机动目标跟踪算法。针对经典的卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波算法进行研究,在此基础上对交互式多模型滤波进行研究,通过编程仿真验证了算法的有效性。最后针对交互式多模型滤波算法的缺点,设计了一种改进式的多模型滤波,通过仿真分析验证了所设计滤波算法具有较好的滤波跟踪性能,并且具有较好的实时性、准确性。 采用微分对策理论设计了制导律。在得到目标机动信息的基础上对制导律进行设计,分别设计了自适应微分对策制导律、基于目标机动信息微分对策制导律、考虑拦截角约束的微分对策制导律,通过仿真验证了所设计制导律的有效性,并对每一种微分对策制导律的优点及缺点进行了分析和研究。 然后针对多个拦截器协同拦截制导律进行了研究。针对协同拦截问题进行了数学建模,基于有限时间收敛的一致性控制理论,在视线方向设计加速度指令来实现协同拦截目标的目的。最后基于微分对策理论设计了微分对策协同拦截制导律,并通过对比分析验证了所设计的协同拦截制导律的优越性能。 最后,针对多对多协同拦截制导律进行设计。针对多个目标拦截进行目标分配,通过对目标分配的模型分析,建立合适的代价函数,采用遗传算法对目标分配进行求解。在目标分配算法、一对一拦截制导律、多对一拦截制导律的研究基础上设计了多对多协同拦截制导律,仿真结果验证了算法的有效性。