【摘要】：本論文從制導(dǎo)彈藥對精確導(dǎo)引技術(shù)的需求出發(fā),以傳統(tǒng)制導(dǎo)律的對比、偏置比例導(dǎo)引律和變增益比例導(dǎo)引律的理論研究及工程化應(yīng)用為重點(diǎn)研究內(nèi)容,開展了全面系統(tǒng)地研究工作,可為我國精確制導(dǎo)彈藥的研制提供一定的理論依據(jù)。論文總結(jié)了國外先進(jìn)精確制導(dǎo)彈藥的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢,概括了當(dāng)前傳統(tǒng)制導(dǎo)律、多約束制導(dǎo)律的發(fā)展及有待進(jìn)一步深入研究的問題。通過構(gòu)造包含相同制導(dǎo)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的比例導(dǎo)引、速度追蹤和積分比例導(dǎo)引的線性化模型,全面對比研究了三種制導(dǎo)律在不同誤差作用下的制導(dǎo)精度。研究表明:當(dāng)末制導(dǎo)時(shí)間充足時(shí),所有確定性誤差對比例導(dǎo)引(N≥3)和積分比例導(dǎo)引(N≥2)的制導(dǎo)精度的影響可以消除,對于速度追蹤制導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)引頭零位誤差的影響難以消除;當(dāng)末制導(dǎo)時(shí)間充足時(shí),隨機(jī)性誤差對制導(dǎo)精度的影響難以消除,且隨機(jī)性誤差作用下的比例導(dǎo)引和積分比例導(dǎo)引脫靶量相同,均大于速度追蹤脫靶量。研究了對固定目標(biāo)的開環(huán)偏置比例導(dǎo)引律,利用彈目相對幾何運(yùn)動(dòng)學(xué)推導(dǎo)出需用偏置積分量與期望落角間的函數(shù)關(guān)系;利用彈道的相平面軌跡曲線圖給出了偏置比例導(dǎo)引的穩(wěn)定域;對比研究了偏置比例導(dǎo)引與彈道成型制導(dǎo)律。彈道仿真及工程應(yīng)用分析表明:盡管偏置比例導(dǎo)引的過載及視場角需求均大于彈道成型制導(dǎo)律,落角精度略低于彈道成型,但偏置比例導(dǎo)引執(zhí)行不需要剩余飛行時(shí)間信息、實(shí)時(shí)彈目視線角信息,大大降低了對硬件需求,因此前者更適用于低成本化制導(dǎo)彈藥對固定目標(biāo)的落角約束問題。研究了用于地面勻速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的開環(huán)偏置比例導(dǎo)引律和閉環(huán)偏置比例導(dǎo)引律。研究表明:當(dāng)目標(biāo)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),開環(huán)偏置比例導(dǎo)引律可以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的落角約束;相比于開環(huán)偏置比例導(dǎo)引律,閉環(huán)偏置比例導(dǎo)引律表現(xiàn)出更好的抗干擾能力,尤其抗目標(biāo)機(jī)動(dòng)干擾。研究了基本的變增益比例導(dǎo)引律,從理論上證明了變增益比例導(dǎo)引實(shí)現(xiàn)大落角的可行性,并給出了變增益比例導(dǎo)引彈道過載及視場角需求的一般性規(guī)律。深入研究了一種通過將中導(dǎo)導(dǎo)航比取為1來同時(shí)實(shí)現(xiàn)落角與視場角約束的變增益比例導(dǎo)引。研究表明,這種制導(dǎo)律可以在增大落角的同時(shí)滿足視場角約束,若初始目標(biāo)視角較小,但由于不能充分利用導(dǎo)引頭視場角資源,將使得這種制導(dǎo)律的落角能力嚴(yán)重下降。研究了一種考慮視場角及過載雙重約束的變增益比例導(dǎo)引律。利用理論推導(dǎo)出的落角約束下導(dǎo)航比與過載、視場角約束的函數(shù)關(guān)系,針對不同速度變化范圍對應(yīng)三種類型過載約束的情況,在均滿足落角約束情況下實(shí)現(xiàn)了視場角及過載的雙重約束。仿真表明,這類變增益制導(dǎo)律既可充分利用了彈道資源,又最大限度地挖掘了變增益比例導(dǎo)引律的落角能力。利用線性化模型,研究了變增益比例導(dǎo)引律的制導(dǎo)精度,分析表明,當(dāng)末制導(dǎo)段時(shí)間充足且導(dǎo)航比大于等于3時(shí),目標(biāo)視角約束和導(dǎo)引頭零位誤差帶來的不利用影響均可以消除。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TJ410
【圖文】：

第三代為先進(jìn)紅外成像制導(dǎo)技術(shù)，特點(diǎn)是采用中、長波，其標(biāo)志性技術(shù)為采用凝視焦平面陣或掃描焦平面陣紅外探測器技術(shù)[4]。1.2.1.1 紅外點(diǎn)源尋的制導(dǎo)技術(shù)第一代被動(dòng)紅外尋的制導(dǎo)技術(shù)是將處于背景中的目標(biāo)視為一個(gè) 點(diǎn)源 處理的技術(shù)，導(dǎo)引頭從背景噪聲中提取紅外目標(biāo)信號(hào)，導(dǎo)引頭本質(zhì)上是一種能量檢測系統(tǒng)，目標(biāo)、背景都是檢測對象，它需要從空間、時(shí)間和光譜等方面經(jīng)調(diào)制濾波后，提取目標(biāo)信號(hào)。采用紅外點(diǎn)源尋的制導(dǎo)技術(shù)有代表性的型號(hào)為美國 響尾蛇 AIM-9 近程空空導(dǎo)彈，見圖 1.1(a)。 響尾蛇 導(dǎo)彈采用發(fā)射前鎖定，在導(dǎo)彈發(fā)射前啟動(dòng)導(dǎo)彈的紅外位標(biāo)器搜索目標(biāo)，只有在紅外位標(biāo)器和鎖定目標(biāo)后才發(fā)射導(dǎo)彈。經(jīng)過持續(xù)的改進(jìn)和發(fā)展，響尾蛇 空空導(dǎo)彈已經(jīng)形成一個(gè)龐大的家族，其工作波段也從短波紅外(1~2.5μm)擴(kuò)展到中波紅外(3~5μm)，從常溫探紅外測器發(fā)展到致冷紅外探測器，信號(hào)處理技術(shù)也由模擬信號(hào)處理發(fā)展到數(shù)字信號(hào)處理，以 AIM-9L 為代表的型號(hào)最終達(dá)到了被動(dòng)紅外點(diǎn)源尋的技術(shù)的巔峰水平，見圖 1.1(b)。

北京理工大學(xué)博士學(xué)位論文1.2.1.2 紅外成像制導(dǎo)技術(shù)作為第二代紅外尋的制導(dǎo)技術(shù)，紅外成像制導(dǎo)廣泛用于空地、地地制導(dǎo)彈藥。紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈多采用制冷多元線列探測器和旋轉(zhuǎn)光機(jī)掃描相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)探測對空間二維圖像的讀出，利用串掃或串并掃體制，具有一定的抗干擾能力，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)射前、發(fā)射后鎖定。由于紅外成像導(dǎo)引頭體積、質(zhì)量較大，一般用在口徑較大的空地導(dǎo)彈中。采用紅外成像制導(dǎo)技術(shù)的典型代表為美國 AGM-65D 小牛 空地導(dǎo)彈以及紅外型制導(dǎo)炸彈 GBU-15(V)32/B[5]。

北京理工大學(xué)博士學(xué)位論文1.2.1.2 紅外成像制導(dǎo)技術(shù)作為第二代紅外尋的制導(dǎo)技術(shù)，紅外成像制導(dǎo)廣泛用于空地、地地制導(dǎo)彈藥。紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈多采用制冷多元線列探測器和旋轉(zhuǎn)光機(jī)掃描相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)探測對空間二維圖像的讀出，利用串掃或串并掃體制，具有一定的抗干擾能力，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)射前、發(fā)射后鎖定。由于紅外成像導(dǎo)引頭體積、質(zhì)量較大，一般用在口徑較大的空地導(dǎo)彈中。采用紅外成像制導(dǎo)技術(shù)的典型代表為美國 AGM-65D 小牛 空地導(dǎo)彈以及紅外型制導(dǎo)炸彈 GBU-15(V)32/B[5]。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 馬輝;方群;袁建平;;空間攔截修正比例導(dǎo)引律研究[J];飛行力學(xué);2006年01期

2 方群,陳武群,袁建平;一種抗干擾修正比例導(dǎo)引律的研究[J];宇航學(xué)報(bào);2000年03期

3 宋建梅,張?zhí)鞓?尋的導(dǎo)彈的變結(jié)構(gòu)比例導(dǎo)引律(英文)[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);2000年03期

4 朱戰(zhàn)霞,王建培;一種攻擊地面固定目標(biāo)的變系數(shù)比例導(dǎo)引律[J];飛行力學(xué);2000年04期

5 李小兵,劉興堂;對付大機(jī)動(dòng)目標(biāo)的廣義比例導(dǎo)引律研究[J];空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年03期

6 王婷;周軍;;三維理想比例導(dǎo)引律的捕獲區(qū)域分析[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年01期

7 王亞飛;方洋旺;周曉濱;;比例導(dǎo)引律研究現(xiàn)狀及其發(fā)展[J];火力與指揮控制;2007年10期

8 衛(wèi)星;王艷東;;真比例導(dǎo)引律的解析解研究[J];火力與指揮控制;2009年08期

9 朱竹婷;廖增;彭程;王永;;一種分?jǐn)?shù)階修正比例導(dǎo)引律[J];控制理論與應(yīng)用;2012年07期

10 施志佳;陸毓峰;張殿祜;;一種能實(shí)現(xiàn)超前偏置的比例導(dǎo)引律[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1993年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 張金鵬;侯明善;劉懷勛;段朝陽;;非線性修正比例導(dǎo)引律及其實(shí)現(xiàn)方法研究[A];2001年中國智能自動(dòng)化會(huì)議論文集（下冊）[C];2001年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王廣帥;制導(dǎo)彈藥精確導(dǎo)引技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張小莉;旋轉(zhuǎn)彈頭直接力姿態(tài)控制研究[D];南昌航空大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2766344