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反导导弹末制导与控制

作　者: 熊柯
导　师: 郭振云
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 航空宇航科学与技术
关键词: 反导导弹 末制导 变结构制导 姿控发动机 开关曲线 推力矢量组合 推力调节
分类号: TJ765
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 5次
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内容摘要


战术弹道导弹(TBM)的频繁使用,使研究反导导弹成为了迫切需要。本文主要研究PAC-3类型的大气层内反导导弹的末制导方案与控制。在大气层内大多数TBM采用机动作为躲避防御的主要手段。本文设计了一种周期性的改变机动大小和方向的螺旋机动再入的弹道,作为反导导弹的拦截目标,仿真表明螺旋机动再入目标的突防能力比惯性再入目标强很多。拦截大机动的TBM,给制导规律的设计提出了新的问题,尤其是末制导方案直接关系到导弹最终的命中精度。本文提出了一种对大机动目标具有良好制导性能、适用于工程应用的变结构末制导律。为了提高制导指令实现的有效性和快速性,本文设计了一种姿控发动机开关曲线。可以将接近目标过程中的视线转率限制在较小的范围之内,且越接近目标,视线转率变化的幅值越小。基于PAC-3类型反导导弹姿控发动机的配置特点,本文在导弹飞行弹道的末端采用发动机推力矢量组合方式提供更大的快速响应的侧向机动力,采用发动机推力调节方式提供精确的末端修正。仿真表明弹体慢旋时,发动机组合方式将显著增强导弹的侧向机动能力,推力调节起到了机动修正作用,视线转率被抑制在很小的范围内,从而减小了拦截脱靶量。

全文目录


摘要  10-11
ABSTRACT  11-12
第一章 绪论  12-23
  1.1 研究背景  12-16
    1.1.1 TBM是当今世界面临的主要威胁之一  12-13
    1.1.2 研究反导导弹导引方法的重要性  13-14
    1.1.3 大气层内反导导弹气动力与直接力复合控制  14-16
  1.2 国内外反导研究现状和发展趋势  16-22
    1.2.1 国外反TBM研究现状  16-17
    1.2.2 几种典型的反导导弹介绍  17-20
    1.2.3 国内TBM防御系统研究现状  20-21
    1.2.4 反导导弹发展趋势  21-22
  1.3 本文主要工作  22-23
第二章 机动TBM弹道  23-37
  2.1 引言  23-24
  2.2 大气层内TBM机动及控制方式  24-26
    2.2.1 大气层内TBM机动方式  24-25
    2.2.2 弹头机动主要控制方式  25-26
  2.3 螺旋机动弹道建模  26-29
    2.3.1 螺旋弹道描述  26
    2.3.2 基本假设和坐标系  26-27
    2.3.3 目标再入段运动方程  27-28
    2.3.4 弹道仿真与分析  28-29
  2.4 螺旋机动弹头突防分析  29-35
    2.4.1 再入拦截仿真  29-35
    2.4.2 仿真结果分析  35
  2.5 小结  35-37
第三章 反导导弹末制导方案  37-52
  3.1 引言  37
  3.2 反导导弹导引律  37-42
    3.2.1 经典导引律  38-39
    3.2.2 现代导引律  39-42
  3.3 拦截问题的相对运动数学模型  42-46
    3.3.1 经典导引律模型  42-45
    3.3.2 现代导引律模型  45-46
  3.4 一种新的反机动导弹变结构末制导律研究  46-50
    3.4.1 拦截问题的数学描述  47-48
    3.4.2 制导律设计  48-49
    3.4.3 变结构制导律仿真  49-50
  3.5 小结  50-52
第四章 姿控发动机开关机规律  52-60
  4.1 引言  52
  4.2 制导机动方向和弹体姿态角的确定  52-54
  4.3 姿控发动机启动条件  54-57
  4.4 配平气动力计算  57-58
  4.5 仿真算例  58-59
  4.6 小结  59-60
第五章 姿控发动机推力矢量组合及推力调节研究  60-70
  5.1 引言  60
  5.2 脉冲发动机推力矢量组合的有效冲量效率  60-63
  5.3 弹体自旋研究  63-65
  5.4 推力调节研究  65-69
    5.4.1 无推力调节的拦截弹道分析  65-66
    5.4.2 推力调节下的拦截弹道分析  66-68
    5.4.3 结论  68-69
  5.5 小结  69-70
第六章 拦截仿真与分析  70-82
  6.1 引言  70
  6.2 拦截仿真模型与实现  70-74
    6.2.1 假设和坐标系  70-71
    6.2.2 目标运动方程  71
    6.2.3 反导导弹运动方程  71-73
    6.2.4 相对运动参数  73-74
    6.2.5 弹体姿态角  74
  6.3 拦截仿真结果与分析  74-81
  6.4 小结  81-82
第七章 总结与展望  82-84
  7.1 全文工作总结  82-83
  7.2 下一步工作展望  83-84
致谢  84-85
参考文献  85-89
作者在学期间取得的学术成果  89

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中图分类: > 工业技术 > 武器工业 > 火箭、导弹 > 导弹 > 制导与控制
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