基于变质心控制方式的再入弹头控制模式研究 被引量：16

1

作者 林鹏 周凤岐 周军 《航天控制》 CSCD 北大核心 2007年第2期16-20,共5页

弹头变质心机动控制是通过移动弹头的质心位置,利用气动配平力矩改变弹头的飞行姿态和攻角,从而可实现弹头机动控制。本文在推导变质心弹头的动力学方程的基础上,通过分析其方程组的特点并结合弹头再入过程中的气动、速度等参数变化规律... 弹头变质心机动控制是通过移动弹头的质心位置,利用气动配平力矩改变弹头的飞行姿态和攻角,从而可实现弹头机动控制。本文在推导变质心弹头的动力学方程的基础上,通过分析其方程组的特点并结合弹头再入过程中的气动、速度等参数变化规律,给出了变质心弹头再入过程中宜采用的控制模式,为变质心弹头控制律的设计提供了理论参考。 展开更多

关键词 弹头 变质心 机动控制 控制模式

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具有终端角度约束的固定配平型再入弹头制导方法 被引量：7

2

作者 周军 葛振振 林鹏 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期375-383,共9页

针对固定配平型飞行器带终端角度约束的末制导问题,本文基于滚转制导与三维圆周制导,提出一种新颖的制导方法。首先,根据再入弹头与目标的相对几何关系以及终端角度约束,在三维空间内确定出唯一的圆轨迹。然后,通过滚转制导控制升力方... 针对固定配平型飞行器带终端角度约束的末制导问题,本文基于滚转制导与三维圆周制导,提出一种新颖的制导方法。首先,根据再入弹头与目标的相对几何关系以及终端角度约束,在三维空间内确定出唯一的圆轨迹。然后,通过滚转制导控制升力方向使实际速度方向与期望速度方向重合后,弹头将沿圆轨迹命中目标,并满足终端角度约束。此外,为增强制导方法的鲁棒性,引入干扰观测器对干扰进行实时观测与补偿,并采用变结构控制理论进行制导律设计。仿真结果表明:该制导方法具有较高的命中精度,同时也能满足终端角度约束,并具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 固定配平 再入弹头 终端角度约束 滚转制导 圆周制导 干扰观测器

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基于自抗扰控制的弹头制导与控制一体化设计 被引量：7

3

作者 赵坤 曹登庆 黄文虎 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1068-1078,共11页

针对弹头再入过程中存在的强耦合、快时变以及气动参数摄动引起的不确定性等问题,采用自抗扰控制(ADRC)技术设计了再入弹头制导与控制一体化系统。首先建立了含不确定性参数、外界随机扰动以及通道耦合因素的,具有级联形式的制导与控制... 针对弹头再入过程中存在的强耦合、快时变以及气动参数摄动引起的不确定性等问题,采用自抗扰控制(ADRC)技术设计了再入弹头制导与控制一体化系统。首先建立了含不确定性参数、外界随机扰动以及通道耦合因素的,具有级联形式的制导与控制一体化动力学系统。然后根据级联系统的自抗扰控制方法对系统控制器进行分层设计,各层控制器之间彼此关联构成一体化控制系统。自抗扰控制器内嵌的扩张状态观测器(ESO)可对子系统各通道内的综合不确定性进行实时观测,并在误差反馈控制量中予以动态补偿,从而实现了各通道间的解耦控制。计算结果表明:设计的一体化控制系统能够适应各种复杂飞行环境下的导引需求,控制系统具有良好的动态特性和很强的鲁棒性。 展开更多

关键词 再入弹头 制导控制一体化 自抗扰控制(ADRC) 扩张状态观测器(ESO) BTT飞行器 不确定性

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随机最优控制理论在再入机动弹头制导中的应用 被引量：7

4

作者 王洪强 方洋旺 周晓滨 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2008年第3期92-95,共4页

建立了机动再入弹头攻击地面目标的随机数学模型,根据再入机动弹头攻击目标的要求,选择合理的代价函数和控制量的约束方程,利用随机最优控制理论,结合再入弹头的运动学与动力学方程,获得再入弹头的最优制导律.该制导律在存在状态噪声和... 建立了机动再入弹头攻击地面目标的随机数学模型,根据再入机动弹头攻击目标的要求,选择合理的代价函数和控制量的约束方程,利用随机最优控制理论,结合再入弹头的运动学与动力学方程,获得再入弹头的最优制导律.该制导律在存在状态噪声和观测噪声的情况下能有效完成再入机动弹头的制导,并使系统满足一定的约束条件.将此最优制导算法应用到某型再入弹头,通过计算机仿真验证了算法的正确性. 展开更多

关键词 随机最优控制 最优制导律 再入弹头

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再入弹头质量矩复合控制系统设计 被引量：6

5

作者 李瑞康 荆武兴 +1 位作者 高长生 杜华军 《航天控制》 CSCD 北大核心 2009年第4期43-48,52,共7页

针对提出的再入弹头质量矩复合控制模式,利用变结构控制方法设计了三通道的姿态控制律。为了抑制滑块跟踪运动和再入过程中非对称气动烧蚀带来的影响以及满足快速、鲁棒性的要求,设计了基于时间最优的滚动通道的稳定控制律;用双积分系... 针对提出的再入弹头质量矩复合控制模式,利用变结构控制方法设计了三通道的姿态控制律。为了抑制滑块跟踪运动和再入过程中非对称气动烧蚀带来的影响以及满足快速、鲁棒性的要求,设计了基于时间最优的滚动通道的稳定控制律;用双积分系统的时间性能指标来确定切换线,同时构造双切换函数以及在原点领域切换为连续控制律来解决开关颤振问题;为了抑制滑块运动带来的影响,在滑块结构布局优化的基础上,利用变结构设计了俯仰和偏航通道姿态控制律。最后,通过非线性系统仿真验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 质量矩控制 滚动稳定 再入弹头 变结构控制

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碳/碳复合材料在再入弹头上的应用研究 被引量：3

6

作者 王德文 渠聚鑫 孟东容 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期65-70,共6页

为了研究碳/碳(C/C)复合材料在再入弹头上的应用性能,以某型弹头的设计战标为研究背景,根据朗金—雨贡纽(Rankine-Hugoniot)关系式和再入飞行的相似性原理,对C/C复合材料进行地面再入模拟烧蚀试验;测量C/C复合材料的烧蚀性能,并观察其... 为了研究碳/碳(C/C)复合材料在再入弹头上的应用性能,以某型弹头的设计战标为研究背景,根据朗金—雨贡纽(Rankine-Hugoniot)关系式和再入飞行的相似性原理,对C/C复合材料进行地面再入模拟烧蚀试验;测量C/C复合材料的烧蚀性能,并观察其微观形貌的变化;根据试验结果,对C/C复合材料在再入飞行时的烧蚀机理进行分析;进而对再入弹头防热层的质量进行理论估算。结果表明,C/C复合材料在再入飞行时的烧蚀是由热氧化反应和机械剥蚀共同作用的结果,驻点区的线烧蚀率约为0.0615 mm/s;圆锥体区的线烧蚀率约为0.0402 mm/s;由试验结果获得了C/C复合材料在再入环境中的烧蚀规律曲线;根据试验结果计算再入弹头防热层的理论质量,并与在役弹头防热层的质量相比较,节省了约8.6 kg。 展开更多

关键词 C/C复合材料 再入弹头 烧蚀率 烧蚀机理 质量

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变质心执行机构对弹头命中精度的影响分析 被引量：2

7

作者 周凤岐 林鹏 周军 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2007年第8期24-27,共4页

弹头变质心机动控制是通过移动弹头的质心位置,利用气动配平力矩改变弹头的飞行姿态和攻角,从而可实现弹头机动控制。在给出变质心弹头的动力学方程的基础上,通过对该动力学方程进行简化和线性化,推导出变质心弹头关于攻角和侧滑角的传... 弹头变质心机动控制是通过移动弹头的质心位置,利用气动配平力矩改变弹头的飞行姿态和攻角,从而可实现弹头机动控制。在给出变质心弹头的动力学方程的基础上,通过对该动力学方程进行简化和线性化,推导出变质心弹头关于攻角和侧滑角的传递函数,在加入舵机伺服系统后,分析变质心伺服系统的性能对弹头跟踪精度和弹道命中精度的影响,最终确定变质心执行机构的动态性能参数并为今后变质心执行机构的设计提供必要的参考。 展开更多

关键词 弹头 变质心 伺服系统 弹道 命中精度

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再入弹头外形防热优化设计仿真 被引量：1

8

作者 周书培 王良明 《计算机仿真》 北大核心 2019年第1期92-96,共5页

为了降低气动热对高超声速再入弹头的影响同时不对打击效果造成影响,需要对再入弹头气动外形进行优化,从而获得较低的驻点热流密度和较高的终端速度。研究了再入弹头的总体气动布局方案,建立了再入弹头的弹道模型,气动力模型,大气模型,... 为了降低气动热对高超声速再入弹头的影响同时不对打击效果造成影响,需要对再入弹头气动外形进行优化,从而获得较低的驻点热流密度和较高的终端速度。研究了再入弹头的总体气动布局方案,建立了再入弹头的弹道模型,气动力模型,大气模型,以终端速度最大和驻点热流密度最小为优化目标函数,结合多目标遗传算法建立了再入弹头的气动外形参数优化设计方法,运用Krigingt智能体模型的方法对面元法进行了改进。通过对仿真实例分析表明,改进后计算时间大大减少,并且发现达到一定的最大热流密度之后,终端速度几乎不在变化,研究结果为再入弹头的外形参数优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 再入弹头 面元法 智能体模型 参数优化

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基于统计模型的末区风场对再入弹头落点精度的影响及修正 被引量：1

9

作者 杨涛 曹锐 李留建 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第3期180-182,共3页

在分析风场对弹头再入精度影响的基础上,提出了通过修订装订诸元的方法实现对再入弹头风场的修正。运用实测风场数据,拟合建立了风场的修正模型,仿真验证了拟合风场和实测风场对弹头落点偏差影响的差异,证明拟合风场和实际风场是比较接... 在分析风场对弹头再入精度影响的基础上,提出了通过修订装订诸元的方法实现对再入弹头风场的修正。运用实测风场数据,拟合建立了风场的修正模型,仿真验证了拟合风场和实测风场对弹头落点偏差影响的差异,证明拟合风场和实际风场是比较接近的。弹道仿真表明,风场对再入弹头的影响随着导弹射程、射向的变化有明显的影响,通过所建立模型的修正,可以有效地提高弹头再入落点精度。 展开更多

关键词 风场 弹道仿真 再入弹头 射击精度

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基于随机变结构控制理论的再入弹头制导律

10

作者 王洪强 方洋旺 +1 位作者 伍友利 曾宪伟 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期5-8,14,共5页

建立了机动再入弹头随机数学模型,根据攻击目标的要求选择合理的滑模变结构开关面。利用随机变结构控制理论,并结合再入弹头的运动学与动力学方程,获得再入弹头的变结构制导律,并证明了滑动模态的可达性和击中目标时刻满足要求的终端条... 建立了机动再入弹头随机数学模型,根据攻击目标的要求选择合理的滑模变结构开关面。利用随机变结构控制理论,并结合再入弹头的运动学与动力学方程,获得再入弹头的变结构制导律,并证明了滑动模态的可达性和击中目标时刻满足要求的终端条件。通过计算机仿真验证了所推导的制导律的正确性及对干扰和系统参数误差的鲁棒性。上述变结构控制算法对再入机动弹头制导系统的设计具有一定的应有参考价值。 展开更多

关键词 变结构控制 再入弹头 制导律 垂直命中

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基于扩张状态观测器的再入弹头控制系统设计

11

作者 徐珂文 高晓冬 +1 位作者 赵红超 王洁 《海军航空工程学院学报》 2014年第5期401-404,共4页

为了提高非自旋再入弹头的变质心控制系统的鲁棒性,采用滑模控制方法设计了变质心控制系统中的控制器。为了使控制系统设计简单,将弹头俯仰通道和偏航通道之间的耦合作用以及外界干扰综合为汇总不确定量,并采用扩张状态观测器进行估计... 为了提高非自旋再入弹头的变质心控制系统的鲁棒性,采用滑模控制方法设计了变质心控制系统中的控制器。为了使控制系统设计简单,将弹头俯仰通道和偏航通道之间的耦合作用以及外界干扰综合为汇总不确定量,并采用扩张状态观测器进行估计和补偿。扩张状态观测器引入到滑模控制器中,从而发展了一种基于扩张状态观测器的滑模控制器。对弹头的变质心控制系统进行了仿真分析,仿真结果表明,所设计的控制器能够有效地补偿汇总不确定量的影响,使控制系统输出快速而准确地跟踪上指令信号。 展开更多

关键词 再入弹头 变质心控制系统 滑模控制 扩张状态观测器

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一种基于角速率的再入弹头最优制导律

12

作者 孙鹏 夏朝辉 郑玉航 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期49-51,共3页

为了使再入弹头的速度损失最小,并能准确击中目标。根据准平行接近原理和最优控制原理推导出了一种基于角速率的再入弹头在平面内的最优制导律,它以速度损失最小为目标函数。论证了当攻击固定或慢速目标时,比例导引是一种最优制导律。... 为了使再入弹头的速度损失最小,并能准确击中目标。根据准平行接近原理和最优控制原理推导出了一种基于角速率的再入弹头在平面内的最优制导律,它以速度损失最小为目标函数。论证了当攻击固定或慢速目标时,比例导引是一种最优制导律。仿真结果表明比例系数为3时,弹头再入速率损失最小。 展开更多

关键词 再入弹头 最优控制 比例导引

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变质心弹头的自适应模糊滑模控制 被引量：11

13

作者 赵红超 徐君明 王东 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S2期1733-1736,共4页

对非自旋再入弹头的动力学模型进行了分析,将俯仰通道和偏航通道间的耦合项看作是不确定项,对弹头的姿态动力学模型进行了变形和简化。为了克服耦合项的影响,提高变质心控制系统的鲁棒性和控制精度,采用自适应模糊滑模控制方法分别设计... 对非自旋再入弹头的动力学模型进行了分析,将俯仰通道和偏航通道间的耦合项看作是不确定项,对弹头的姿态动力学模型进行了变形和简化。为了克服耦合项的影响,提高变质心控制系统的鲁棒性和控制精度,采用自适应模糊滑模控制方法分别设计了俯仰通道和偏航通道的变质心控制系统,控制两个质量块的运动。仿真结果表明:在所设计的变质心控制系统的控制下,弹头的俯仰角和偏航角都能快速而准确地跟踪其指令信号,跟踪精度达到99.7%。 展开更多

关键词 非自旋再入弹头 耦合项 自适应模糊滑模控制 变质心控制

原文传递

大气参数偏差对再入弹头爆点射程的影响 被引量：2

14

作者 王明海 赵久奋 康建斌 《飞行力学》 CSCD 北大核心 1998年第3期93-96,共4页

统计出了实际大气状态参数与标准大气状态参数的最大偏差值。以等高程和等过载引信两种弹头引信方式建立了大气参数偏差对弹道式导弹弹头引爆点射程影响的数学模型；从理论上分析了大气参数偏差对弹道式导弹弹头引爆点对应射程产生影响... 统计出了实际大气状态参数与标准大气状态参数的最大偏差值。以等高程和等过载引信两种弹头引信方式建立了大气参数偏差对弹道式导弹弹头引爆点射程影响的数学模型；从理论上分析了大气参数偏差对弹道式导弹弹头引爆点对应射程产生影响的物理实质；进而以一种洲际弹道导弹为例，计算出了大气参数偏差引起弹头命中点射程偏差的具体数值。 展开更多

关键词 大气参数 再入弹头 射程偏差 弹道导弹

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再入弹头变结构制导律设计

15

作者 孙鹏 张合新 郑玉航 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2004年第S9期438-440,共3页

为了使再入弹头制导系统具有良好的鲁棒性能和自适应性能,基于变结构理论,推导了一种滑模制导规律,使再入弹头依靠空气舵系统具有了精确打击活动的大型目标的能力,并与比例导引进行了比较,数字仿真结果表明这是可行的。

关键词 变结构 再人弹头 滑模制导律 鲁棒性

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带落角约束的再入机动弹头的变结构导引律 被引量：14

16

作者 胡正东 曹渊 蔡洪 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期393-398,共6页

针对再入机动弹头垂直打击目标的要求,研究了具有末端落角约束的变结构导引律。该导引律包括俯冲平面内的制导方程和转弯平面内的制导方程,通过采用准滑动模态控制削弱抖振的影响。通过数学仿真,分析了四个制导参数对制导效果的影响,探... 针对再入机动弹头垂直打击目标的要求,研究了具有末端落角约束的变结构导引律。该导引律包括俯冲平面内的制导方程和转弯平面内的制导方程,通过采用准滑动模态控制削弱抖振的影响。通过数学仿真,分析了四个制导参数对制导效果的影响,探讨了利用遗传算法离线优化制导参数的可行性,检验了最优制导参数的制导效果对不同初始状态偏差的敏感性。仿真结果表明,与最优导引律相比,变结构导引律具有较强的鲁棒性,在干扰影响下仍能保持较高的制导精度。 展开更多

关键词 再入机动弹头 末端落角约束 变结构导引律 准滑动模态控制 遗传算法 最优导引律

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一种再入机动弹头最优制导律研究 被引量：3

17

作者 王川 马清华 刘新学 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2007年第2期8-10,共3页

利用最优控制理论及非线性控制理论中的精确线性化方法,将再入机动弹头方向控制方案设计问题转化为线性系统综合问题,无需作任何简化假设,推导方式更为简单,为再入弹头的机动方式提供了一种新方法,仿真表明推导出的制导律可行。

关键词 再入机动弹头 最优制导 黎卡提方程

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基于终端约束的一种速度大小控制方法 被引量：1

18

作者 王芳 刘新学 +1 位作者 梁建波 方喜龙 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2011年第6期52-55,共4页

为了满足再入机动弹头对落速大小的要求,同时避免复杂的理想速度曲线的设计,提出了一种速度大小控制方案,即在弹头制导和控制系统能力范围内将减速运动规律分为两种不同的形式,并分别推导了系数的具体表达式进而得到了相应的减速指令,... 为了满足再入机动弹头对落速大小的要求,同时避免复杂的理想速度曲线的设计,提出了一种速度大小控制方案,即在弹头制导和控制系统能力范围内将减速运动规律分为两种不同的形式,并分别推导了系数的具体表达式进而得到了相应的减速指令,分析了采用空气舵对机动弹头的质心和姿态进行控制时的导引与减速指令所需总攻角的计算方法。仿真结果表明,采用该方案对机动目标进行打击时,不但落点精度能满足要求,而且速度大小控制精度也较高。 展开更多

关键词 再入机动弹头 速度控制 终端约束

原文传递

再入机动弹道参数估计与预报算法

19

作者 樊鹏程 吴楠 梁彦刚 《工程与试验》 2013年第3期1-5,64,共6页

本文以再入段弹道预报为背景,主要解决多个模型关键参数未知情况下,再入大气层机动弹头的弹道精确外推问题。文章细化了再入段机动弹头的建模过程,建立了包含导引过程的有控机动弹道数学模型,并利用UKF非线性滤波算法估算模型中的弹道... 本文以再入段弹道预报为背景,主要解决多个模型关键参数未知情况下,再入大气层机动弹头的弹道精确外推问题。文章细化了再入段机动弹头的建模过程,建立了包含导引过程的有控机动弹道数学模型,并利用UKF非线性滤波算法估算模型中的弹道系数、落点信息等关键参数,最后进行弹道的精确外推。仿真算例表明,该方法能在弹道系数、落点信息等参数未知的情况下进行有效快速的弹道预报,具有较好的预报精度。 展开更多

关键词 再入机动弹头 UKF滤波 弹道系数 弹道预报

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