多殺傷器分離穩(wěn)定與編隊(duì)飛行控制研究

發(fā)布時間：2020-07-07 07:30

【摘要】：隨著導(dǎo)彈武器的快速發(fā)展及大規(guī)模部署,防空反導(dǎo)技術(shù)越來越受到各國的重視,多殺傷器技術(shù)可以有效的應(yīng)對彈道導(dǎo)彈釋放誘餌的突防形式,利用多打多的打擊形式回避了真假目標(biāo)識別的問題。本文主要研究了殺傷器分離穩(wěn)定姿態(tài)控制器的設(shè)計(jì)、殺傷器分離過程擾動因素分析及多殺傷器的協(xié)同編隊(duì)控制問題。指揮控制系統(tǒng)下達(dá)發(fā)射指令后,殺傷器母艙攜帶多枚殺傷器飛行到預(yù)定地點(diǎn),開艙釋放殺傷器。殺傷器需跟蹤分離初始姿態(tài)完成分離過程。因此本論文首先建立了殺傷器的動力學(xué)及運(yùn)動學(xué)模型。進(jìn)而應(yīng)用經(jīng)典控制理論設(shè)計(jì)了傳統(tǒng)姿態(tài)控制器,應(yīng)用“小擾動線性化”方法與“系數(shù)凍結(jié)法”得到了殺傷器的線性化模型,然后對殺傷器三個通道進(jìn)行了控制器的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)了二階滑模姿態(tài)控制器和非線性動態(tài)逆姿態(tài)控制器。并通過仿真分析對比了三種姿態(tài)控制器的特點(diǎn)。其次,為優(yōu)化殺傷器的分離過程,對影響殺傷器分離過程的主要因素進(jìn)行了仿真分析。首先考慮的是殺傷器舵面展開前后靜穩(wěn)定度的變化、殺傷器分離初始擾動角速度及殺傷器舵面展開時間對分離過程穩(wěn)定性的影響。由于氣動壓心位置考慮了殺傷器展開后靜穩(wěn)定度的大小對彈體響應(yīng)速度的影響。最后分別針對干擾風(fēng)的大小及方向?qū)Χ鄽鞣蛛x過程的影響進(jìn)行了仿真分析。最后,為了提高多殺傷器攔截的有效性,在分離過程結(jié)束后主殺傷器與輔殺傷器在空間中編隊(duì)飛行。因此設(shè)計(jì)了主殺傷器的中制導(dǎo)律,主殺傷器與輔殺傷器采用領(lǐng)彈與從彈的編隊(duì)控制策略進(jìn)行編隊(duì)飛行,并設(shè)計(jì)了多殺傷器的編隊(duì)控制模型,通過仿真驗(yàn)證了編隊(duì)控制方法策略的有效性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TJ410;TJ76
【圖文】：

示意圖,外形,示意圖,方案

地基雷達(dá)掃描敵方導(dǎo)彈釋放的子彈頭。選取合適時機(jī)發(fā)射 MEDUSA 到達(dá)指定位置后釋放多個殺傷器，殺傷器開毀目標(biāo)（hit-to-kill）。美國 Livermore Nation 實(shí)驗(yàn)室對該給出了以載體運(yùn)送多枚殺傷器到指定區(qū)域后進(jìn)行追蹤攔標(biāo)突防策略是極為有效的手段[22]。GeniusSand”方案初美國 Livermore Nation 實(shí)驗(yàn)室提出了“GeniusSand”導(dǎo)彈的助推段及中段防御[23]�！癎eniusSand”方案中載傷器，殺傷器采用預(yù)測命中制導(dǎo)方法，這些命中點(diǎn)編織了“G4]。MKV”方案[25][26]eniusSand”方案出現(xiàn)后，美國洛克希德·馬丁公司又提出方案中 MKV 母艙攜帶約 10 枚 MKV，每個 KV 重量約為般大小，MKV 母艙及 KV 的外形如圖 1-2 所示，其方[27][28][29]。

方案,威脅判斷,目標(biāo)信息,目標(biāo)分配

圖 1-3 “MKV”方案“MKV”方案的作戰(zhàn)流程如圖 1-4 所示，首先預(yù)警系統(tǒng)及雷達(dá)系統(tǒng)對來標(biāo)進(jìn)行跟蹤測量獲取各個目標(biāo)的狀態(tài)信息，應(yīng)用各個目標(biāo)的狀態(tài)信息進(jìn)行的威脅判斷，將目標(biāo)信息及威脅判斷信息傳遞給指揮決策系統(tǒng)，指揮系統(tǒng)息進(jìn)行處理后作出目標(biāo)分配策略，母艙開艙釋放殺傷器，殺傷器根據(jù)指控決策對目標(biāo)進(jìn)行追蹤打擊[30][31]。威脅判斷跟蹤信息指控系統(tǒng)釋放MKV各目標(biāo)信息各目標(biāo)威脅度目標(biāo)信息目標(biāo)分配決策M(jìn)KV制導(dǎo)

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