机动目标拦截导引律研究

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传统的末制导拦截在设计含有攻击角约束的导引律时,常常假设目标做匀速运动或者处于静止状态,并未考虑目标机动。此外,不同学者设计的各种导引律适用性范围模糊不清,使得导弹在不同拦截性能指标约束下选择何种导引律并未给出一个明确的方案。本文就针对以上问题,设计了基于机动目标运动状态估计的滤波算法以及含有攻击角约束的导引律,通过拦截仿真实验,提出了导引律在不同拦截性能指标约束下的选择策略,具体研究内容包括以下几个方面:首先,分别从导弹运动学和动力学两方面建立了导弹六自由度模型并给出了导弹姿态控制的动力学模型。其次,给出了三种典型的目标机动形式,建立了目标运动模型,设计了两种基于弹目方位角和相对距离观测的目标跟踪滤波算法,并对两种算法对目标运动状态估计的误差进行了比较。接着,建立了弹目相对运动学模型,将攻击角约束问题转化为视线角约束问题,并设计了基于偏置比例导引,线性积分滑模,非线性积分滑模以及含非线性干扰观测器的非线性积分滑模的四种导引律。最后,分析了末制导阶段影响导引律拦截性能的因素,并设计了基于控制变量法的拦截仿真实验,对四种导引律在不同约束条件下的拦截效果进行了比较,给出导引律的选择方案。
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