臨近空間高超聲速飛行器的問世對現(xiàn)有的導彈防御系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn)。為了應對臨近空間高超聲速目標的威脅，必須發(fā)展新的武器防御系統(tǒng)。本文以空空導彈攔截臨近空間高速高機動目標為背景，研究了前向攔截的相關制導問題。主要內(nèi)容包括前向攔截中末制導交班條件、最優(yōu)中制導律的設計和指令修正策略以及載機對目標的機動跟蹤問題。首先，建立了導彈的運動模型以及導彈與目標的相對運動模型，為后面的研究奠定了基礎。其次，對前向攔截的中末制導交班問題進行了分析。分析了前向攔截中末制導交班條件，給出了適用于前向攔截末制導的捕獲區(qū)，并分析了初始探測誤差對中末制導交班的影響。然后，設計了前向攔截的最優(yōu)中制導律。分析了前向攔截的中制導約束條件，給出了前向攔截最優(yōu)中制導問題的數(shù)學描述，并給出了基于高斯偽譜法的求解算法。針對載機可以對目標進行探測的特點，給出了中制導的指令修正策略。最后，基于擴展卡爾曼濾波方法對目標的機動跟蹤問題進行了研究。根據(jù)目標的運動特性，在視線坐標系下建立了基于當前統(tǒng)計模型的跟蹤濾波模型。并給出了基于擴展卡爾曼濾波的目標機動估計算法。 

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 臨近空間高超聲速飛行器防御現(xiàn)狀
    1.3 前向攔截及相關制導問題的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 前向攔截的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 中制導研究現(xiàn)狀
        1.3.3 機動目標跟蹤研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 導彈運動的數(shù)學模型
    2.1 引言
    2.2 常用坐標系及轉化關系
        2.2.1 常用坐標系介紹
        2.2.2 坐標系間的轉化關系
    2.3 導彈運動模型的建立
    2.4 彈-目相對運動方程
    2.5 本章小結
第3章 前向攔截中末制導交班問題分析
    3.1 引言
    3.2 前向攔截中末制導交班條件分析
    3.3 前向攔截的捕獲區(qū)分析
        3.3.1 末制導攔截幾何
        3.3.2 末制導捕獲區(qū)的計算
    3.4 初始探測誤差對交班的影響分析
    3.5 本章小結
第4章 前向攔截的最優(yōu)中制導律設計
    4.1 引言
    4.2 中制導問題描述
        4.2.1 導彈受到的約束條件
        4.2.2 導彈運動模型
        4.2.3 優(yōu)化指標的選擇
        4.2.4 最優(yōu)中制導律的數(shù)學描述
    4.3 基于高斯偽譜法的前向攔截最優(yōu)中制導律設計
        4.3.1 高斯偽譜法原理
        4.3.2 仿真結果及分析
    4.4 基于指令修正的中制導策略
        4.4.1 影響指令修正的因素
        4.4.2 指令修正的準則
    4.5 本章小結
第5章 前向攔截的機動目標跟蹤問題研究
    5.1 引言
    5.2 目標機動跟蹤濾波模型的建立
        5.2.1 目標機動模型的選擇
        5.2.2 跟蹤濾波模型
    5.3 擴展卡爾曼濾波算法
    5.4 基于擴展卡爾曼濾波的目標機動跟蹤
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]高超聲速巡航飛行器防御方案探討[J]. 熊俊輝,唐勝景.  飛航導彈. 2012(01)
[2]一種用于僅有位置觀測信息的機動目標跟蹤濾波算法[J]. 馬慧敏,何金剛,胡士強.  彈箭與制導學報. 2011(03)
[3]高超聲速巡航導彈及其攔截策略研究[J]. 劉旭,李為民,任曉虹.  飛航導彈. 2011(04)
[4]臨近空間高超聲速武器防御及關鍵技術研究[J]. 戴靜,程建,郭銳.  裝備指揮技術學院學報. 2010(03)
[5]臨近空間飛行器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 王亞飛,安永旺,楊繼何.  國防技術基礎. 2010(01)
[6]一種交班時刻性能最優(yōu)的中制導律設計與仿真[J]. 董朝陽,周雨.  系統(tǒng)仿真學報. 2009(24)
[7]超聲速攔射導彈的一種預測變結構中制導律[J]. 王玉林,周紹磊,雷明.  飛行力學. 2009(05)
[8]帶有間歇輔助測量的機動目標被動跟蹤[J]. 楊寶慶,賀風華,姚郁.  紅外與激光工程. 2009(03)
[9]一種前向攔截的非線性變結構制導律[J]. 葛連正,趙立軍,房新亮,李瑞峰.  系統(tǒng)仿真學報. 2009(06)
[10]基于Gauss偽譜方法的高超聲速飛行器再入軌跡快速優(yōu)化[J]. 雍恩米,唐國金,陳磊.  宇航學報. 2008(06)

博士論文
[1]前置追蹤攔截方式的攔截器變結構制導律研究[D]. 葛連正.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[2]基于預測控制的大氣層外KKV制導控制規(guī)律研究[D]. 楊寶慶.哈爾濱工業(yè)大學 2009

碩士論文
[1]TWS雷達目標航跡跟蹤及預測算法研究[D]. 姚惠元.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[2]空空導彈越肩發(fā)射制導控制系統(tǒng)設計[D]. 李紅超.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[3]攔截彈中制導段性能研究[D]. 楊洋.國防科學技術大學 2009
[4]臨近空間飛行器彈道跟蹤與攔截仿真[D]. 孫國強.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[5]機動目標跟蹤算法與應用研究[D]. 沈瑩.西北工業(yè)大學 2007
[6]近距空空導彈中末制導交接班策略研究[D]. 王延.西北工業(yè)大學 2006



本文編號：3672710