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众多导弹协同作战制导控制的研究

作　者: 吴胜亮
导　师: 南英
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 飞行器设计
关键词: 空空导弹可拦截区射后实时可拦截区敏感度估计剩余飞行时间多目标分配时间协同控制律导弹编队
分类号: TJ765
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

在未来战场上，作战环境异常复杂，不仅要求导弹能够对自身精确制导，还应该与其他导弹协作，完成多种作战任务，实现导弹群体作战效能最大化。因此，有必要对多枚导弹协同作战制导控制进行研究。本文主要针对导弹作战性能、多目标分配和多枚导弹协同制导策略三部分内容进行展开研究。第一部分为了在群体飞行器攻防对抗中实时获得可拦截空域的信息，讨论了传统定义的空空导弹可拦截区和空空导弹射后实时可拦截区。通过与传统定义的可拦截区进行对比，分析归纳了空空导弹实时可拦截区的特点。考虑加工误差引起的升阻比误差和风场干扰，仿真计算了不同条件下的空空导弹可拦截区，并分析研究了升阻比误差和风场对空空导弹可拦截区的敏感度。第二部分先讨论空空导弹对目标的优势，然后给出了基于估计剩余飞行时间的优势矩阵和多目标分配算法，并分别对导弹数目大于或等于目标数目进行数值仿真验证。第三部分先讨论了应用最优控制理论设计时间协同控制律，接着讨论了领弹选取原则，并分别对多枚空空导弹组成的单导弹编队应用时间协同控制律打击不机动和机动飞行的目标进行数值仿真；其次，讨论了多导弹编队协同制导，其中各个导弹编队队内采用时间协同控制律，导弹编队之间满足分时协同攻击要求；最后对两个导弹编队协同攻击两个目标进行数值仿真。数值仿真表明，本文提出的协同制导策略能够满足单导弹编队和多导弹编队按照协调的时间协同攻击目标的任务要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-15
第一章绪论  15-23
  1.1 众多导弹协同作战制导控制概述  15-16
  1.2 众多导弹协同作战制导控制的研究背景与意义  16
  1.3 国内外众多导弹协同作战制导控制的研究现状与分析  16-21
    1.3.1 多枚导弹编队飞行协同控制  17
    1.3.2 多枚导弹弹着角度（impact angle）协同控制  17-18
    1.3.3 多枚导弹弹着时间（impact time）协同控制  18-19
    1.3.4 多枚导弹弹着时间（impact time）和弹着角度（impact angle）协同控制  19-21
  1.4 本文的主要研究工作  21-23
第二章空空导弹数学建模  23-30
  2.1 常用的坐标系及其转换关系  23-24
    2.1.1 坐标系定义  23
    2.1.2 坐标系之间的转换关系  23-24
  2.2 空空导弹数学模型  24-29
    2.2.1 导弹气动力模型与推进系统模型  25-26
    2.2.2 导弹末制导律数学模型  26-27
    2.2.3 三维风场模型  27-28
    2.2.4 导弹运动数学模型  28-29
    2.2.5 目标运动数学模型  29
  2.3 本章小结  29-30
第三章空空导弹可拦截区  30-42
  3.1 传统定义的空空导弹可拦截区  30-34
    3.1.1 问题描述  30
    3.1.2 可拦截区边界计算方法  30-32
    3.1.3 可拦截区数值仿真  32-34
  3.2 空空导弹射后实时可拦截区研究  34-40
    3.2.1 问题描述  34-35
    3.2.2 射后实时可拦截区边界计算方法  35
    3.2.3 射后实时可拦截区数值仿真与分析  35-39
    3.2.4 射后实时可拦截区的一个应用  39-40
  3.3 本章小结  40-42
第四章随机风场与升阻比误差对空空导弹可拦截区的敏感度研究  42-48
  4.1 问题描述  42-43
  4.2 数值仿真与分析  43-47
    4.2.1 风场对空空导弹可拦截区影响  43-44
    4.2.2 风场对空空导弹可拦截区敏感度分析  44-45
    4.2.3 升阻比误差对空空导弹可拦截区影响  45-46
    4.2.4 升阻比误差对空空导弹可拦截区敏感度分析  46-47
  4.3 本章小结  47-48
第五章基于估计剩余飞行时间的多目标分配算法研究  48-56
  5.1 空空导弹对目标的优势  48-49
  5.2 基于估计剩余飞行时间的多目标分配算法设计  49-50
  5.3 数值仿真及分析  50-55
    5.3.1 空空导弹数目大于目标数目  50-52
    5.3.2 空空导弹数目等于目标数目  52-55
  5.4 本章小结  55-56
第六章多枚导弹协同制导策略  56-72
  6.1 单导弹编队协同制导  56-67
    6.1.1 数学模型的建立  56-61
    6.1.2 领弹选取原则  61
    6.1.3 数值仿真与分析  61-67
  6.2 多导弹编队协同制导  67-71
    6.2.1 问题描述  67-68
    6.2.2 数值仿真与分析  68-71
  6.3 本章小结  71-72
第七章结束语  72-74
  7.1 本文的主要研究工作与贡献  72
  7.2 未来研究展望  72-74
参考文献  74-80
致谢  80-81
在学期间的研究成果及发表的学术论文  81

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