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《哈尔滨工业大学》 2007年
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动能拦截器末段导引规律和控制方法研究

刘鹤  
【摘要】: 本文主要研究大气层高层拦截战术弹道导弹的动能拦截器。出于高精度、快响应的要求,动能拦截器都带有自寻的导引头和直接控制力装置,以实现直接碰撞、动能摧毁目标,实现直接碰撞的制导律和控制方式是面临的主要问题之一。下面是本文的主要内容及研究成果: 建立了姿轨控发动机模型,并推导了动能拦截器的运动模型。 分别深入研究了比例制导律、自适应滑模制导律以及最优滑模制导律。其中自适应滑模制导律采用了自适应滑模趋近律,当相对距离较大时,适当放慢趋近滑模的速率;当相对距离趋于零时,则使趋近速率迅速增加,确保视线角速度不发散,从而令拦截器有很高的命中精度。针对非机动目标,推导了基于视线角速度的最优制导律,在拦截机动目标时,它不能保证视线角速度趋于零。为了弥补这种不足,把最优制导与滑模制导结合起来,设计一种对目标机动有良好鲁棒的新制导律,而同时又保留最优制导动态性能好、节省能量等优点。最后,将自适应滑模制导律和最优滑模制导律统一为一种形式,确定了适合动能拦截器的末制导律。 为减弱抖振现象,采用准滑模控制律设计了拦截器姿控系统。通过分析比较加入死区前后姿控发动机的开关情况,可以看出,加入死区后姿控发动机的开关次数明显减少,抖振现象消除,证明了准滑模控制方法鲁棒性强、控制效果好。 建立了比较完善的动能拦截器末制导有关的六自由度数学模型和仿真模型,选择了合适的仿真方法,对不同初始条件,进行了末制导段的六自由度数字仿真工作,并采用蒙特卡罗仿真法进行精度分析,结果表明本文所提出的姿、轨控方法能够很好的满足动能拦截器高精度、快响应的要求。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TJ761.1

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【参考文献】
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