伴飞飞行器中制导方法研究

【摘要】：进入21世纪以来,随着科学技术的不断发展,人们对于弹道导弹技术的研究越发成熟,也有很多的国家对弹道导弹的发展越来越重视。加强导弹的突防能力变得尤其的重要,可以保证自己的战略打击能力,维持现有的战略局势平衡。本文研究的重点就是伴飞飞行器中制导方法,首先介绍了关于弹道导弹突防策略的研究现状以及一些制导方法。由两点边值问题引出Lambert问题,论述了Lambert问题的一些基本特性,确定其轨道类型,由时间方程求其转移时间,最后采用速度增益制导方法控制发动机的推力,将飞行器送入预定椭圆轨道。并且进行了仿真分析,验证了算法的有效性。然后当导弹在Lambert制导的作用下进入了预定的椭圆轨道,随后将释放伴飞器,这将要研究伴飞器与导弹的相对运动。首先需要建立两者之间的相对运动方程,进而基于相对运动方程研究Hill制导方法,文中Hill制导是由速度增益方法实现的。这也引入了一个新的问题,即椭圆轨道的悬停控制,本文中选用变结构控制。同样也基于MATLAB对上述算法进行了仿真验证。最后研究了导弹的姿态控制,文中忽略了导弹的姿态控制系统动态特性,即可以认为导弹的姿态可以无惯性地跟踪其各自的姿态指令。而伴飞器从导弹分离出来后,其所有的制导控制过程都要考虑姿态控制系统的动态特性。首先是进行基于四元数的运动模型建立,然后基于误差四元数来描述姿态控制跟踪问题,最后采用了变结构控制方法来进行姿态控制。同样也将该方法应用到实际中,并且进行仿真分析。