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基于直接力的拦截导弹智能化控制、制导及其视景仿真

李前国  
【摘要】: 本文的研究主要是围绕着直接力/气动力复合控制拦截导弹的建模、控制和制导所展开的。 第一部分研究了具有侧向直接力的拦截导弹的6自由度模型。在参考国内外部分导弹数据的基础上,建立了导弹空气动力和力矩模型、发动机模型以及作动器模型;研究了在侧喷直接力控制时,侧喷流体与外流场的干扰效应,建立了较为符合实际的具有附加增益的拦截导弹的非线性数学模型,并确立了姿控发动机的点火逻辑。 第二部分研究了基于分层结构的控制问题。基于时标分离方法,把导弹的控制系统分成快慢回路,然后分别对快慢回路进行控制。由于动态逆控制需要精确的数学模型,因此通过引入非线性干扰观测器来减弱系统内部建模误差和外界干扰对系统产生的影响。比较了直接力/气动力复合控制与纯气动力控制的效果,验证了复合控制的有效性。此外,为了加强系统的快速性和鲁棒性,结合快速Terminal滑模和自适应模糊控制为系统设计了自适应模糊快速滑模控制器。 第三部分研究了拦截导弹末制导段的制导律。建立了三维空间追逃问题的数学模型;把目标的机动视为干扰,提出了基于自适应模糊快速Terminal滑模的制导律。由于实际系统中目标的机动总是有限的,因此在目标机动估计有界的条件下,提出了快速自适应Terminal滑模制导律。仿真结果表明了制导律的有效性与鲁棒性。 第四部分基于Creator/Vega和VC开发了导弹拦截三维视景仿真平台,通过视景仿真生动地演示了导弹攻击目标的全过程。


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