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弹道导弹中段机动突防研究 被引量:12
1
作者 吴启星 张为华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1243-1247,共5页
针对弹道导弹中段机动突防问题,在瞬时冲量假设下从理论上研究了速度增量大小、方向和机动时刻对零控脱靶量和落点偏差的影响。研究表明:速度增量大小和机动时刻给定时,零控脱靶量随速度增量方向不同存在极小值和极大值,速度增量方向垂... 针对弹道导弹中段机动突防问题,在瞬时冲量假设下从理论上研究了速度增量大小、方向和机动时刻对零控脱靶量和落点偏差的影响。研究表明:速度增量大小和机动时刻给定时,零控脱靶量随速度增量方向不同存在极小值和极大值,速度增量方向垂直于视线方向时零控脱靶量接近最大,且最大值近似为待飞时间和速度增量大小的乘积;速度增量大小和机动时刻给定时,落点偏差随速度增量方向的不同存在极小值和极大值,极值点对应的速度增量方向可通过解析方法求解,落点偏差极大值与速度增量大小成正比,且机动时刻越晚,落点偏差极大值越小。该研究可为突防方案设计提供理论基础。 展开更多
关键词 弹道导弹 机动突防 零控脱靶量 落点偏差
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一种适用于大气层外动能拦截器的末制导律 被引量:11
2
作者 郑立伟 荆武兴 谷立祥 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期953-958,共6页
针对大气层外动能拦截器拦截问题,设计了一种简单有效的末制导律。推导出计算零控脱靶量一种新的解析表达式,由于在推导过程中考虑了两飞行器间重力差影响,得出的表达式相对于将两飞行器重力差简化为零重力模型得到的解析式具有更高的精... 针对大气层外动能拦截器拦截问题,设计了一种简单有效的末制导律。推导出计算零控脱靶量一种新的解析表达式,由于在推导过程中考虑了两飞行器间重力差影响,得出的表达式相对于将两飞行器重力差简化为零重力模型得到的解析式具有更高的精度;根据平行接近法原理利用此表达式推导出一种简单的末制导律;详细介绍了脉宽调制(PWM)式实现变推力控制的方案,仿真中在考虑发动机工程约束的情况下,利用PWM技术对提出的制导律进行验证。对机动目标进行拦截仿真显示,提出的制导律在取得良好拦截精度的同时表现出较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 动能拦截器 零控脱靶量 PWM 未制导律 鲁棒性
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基于零控脱靶量的大气层外超远程拦截制导 被引量:11
3
作者 陈峰 肖业伦 陈万春 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1583-1589,共7页
考虑拦截器使用固体推进系统的情况,设计了基于零控脱靶量(ZEM)的大气层外超远程拦截制导方法。首先设计了考虑摄动影响的适用于超远程拦截的零控脱靶量计算方法;其次使用变分法结合Kepler轨道摄动方程推导了线性的ZEM动力学方程;最后... 考虑拦截器使用固体推进系统的情况,设计了基于零控脱靶量(ZEM)的大气层外超远程拦截制导方法。首先设计了考虑摄动影响的适用于超远程拦截的零控脱靶量计算方法;其次使用变分法结合Kepler轨道摄动方程推导了线性的ZEM动力学方程;最后考虑固体推进拦截器的可控性约束条件设计了ZEM控制律并结合动力学方程确定指令推力方向。本文给出的制导方法设计过程中没有对拦截器和目标的引力差进行简化,考虑了摄动因素对滑行段弹道的影响,制导精度对推进系统参数偏差的鲁棒性好。仿真结果表明使用本文制导方法拦截大气层外超远程目标,脱靶量可达公里量级,推进系统参数偏差对制导精度的影响很小。 展开更多
关键词 超远程拦截 零控脱靶量 固体推进系统 鲁棒性 Kepler轨道摄动方程 弹道预测
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基于零控脱靶量的大气层外拦截中制导研究 被引量:9
4
作者 汤一华 陈士橹 万自明 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2007年第3期34-37,共4页
针对大气层外拦截中段采用耗尽关机固体燃料发动机的情况,设计了基于零控脱靶量的鲁棒中制导律。推导了系统状态转移矩阵,通过数值方法求解得到考虑地球扁率J2摄动项的拦截器零控脱靶状态,在此基础上将推力分解到视线方向和垂直视线方向... 针对大气层外拦截中段采用耗尽关机固体燃料发动机的情况,设计了基于零控脱靶量的鲁棒中制导律。推导了系统状态转移矩阵,通过数值方法求解得到考虑地球扁率J2摄动项的拦截器零控脱靶状态,在此基础上将推力分解到视线方向和垂直视线方向,并根据垂直视线方向需要速度增量大小设计了推力分配比例系数,使得推力方向平稳变化且能快速减小系统的零控脱靶量。仿真表明,所设计的中制导律简单、可靠,便于工程实现,能有效提高拦截精度,并对发动机工作参数具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 大气层外拦截 零控脱靶量 中制导 状态转移矩阵
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航天器末端拦截自适应博弈策略 被引量:6
5
作者 王淳宝 叶东 +1 位作者 孙兆伟 孙楚琦 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期309-318,共10页
针对航天器末端拦截博弈问题,基于微分对策理论研究了各星的博弈策略。根据拦截空间是否具有防御器将博弈态势分为双星博弈和三星博弈。首先考虑拦截器与目标的双星博弈态势,以终端脱靶量为指标设计了相对博弈策略,并提出时间分析方程... 针对航天器末端拦截博弈问题,基于微分对策理论研究了各星的博弈策略。根据拦截空间是否具有防御器将博弈态势分为双星博弈和三星博弈。首先考虑拦截器与目标的双星博弈态势,以终端脱靶量为指标设计了相对博弈策略,并提出时间分析方程以提高策略对不同拦截态势的自适应性。然后,考虑具有防御器的三星博弈态势,提出了博弈切换策略将其化为分段双星博弈,并将双边时间方程扩展到三星博弈中,使拦截器在不被防御器反拦截的情况下,实现对目标的快速拦截。最后仿真分析了博弈策略与时间分析方程对航天器拦截博弈问题的有效性。 展开更多
关键词 末端拦截 微分博弈 CW方程 零控脱靶量 时间分析方程
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基于模糊滑模方法的双舵控制导弹制导控制一体化 被引量:6
6
作者 赵国荣 韩旭 +2 位作者 胡正高 马晨 孙聪 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期267-272,共6页
针对单舵控制导弹舵角在大攻角下易饱和的问题,提出一种适用于双舵控制导弹的制导控制一体化模糊滑模方法.分析具有鸭舵/尾舵结构导弹动力学特性,建立制导控制一体化模型,利用双滑模变结构控制方法,分别选取零控脱靶量和控制相关量作为... 针对单舵控制导弹舵角在大攻角下易饱和的问题,提出一种适用于双舵控制导弹的制导控制一体化模糊滑模方法.分析具有鸭舵/尾舵结构导弹动力学特性,建立制导控制一体化模型,利用双滑模变结构控制方法,分别选取零控脱靶量和控制相关量作为滑动模态,前者保证脱靶量趋于零,后者提供阻尼响应,将制导律嵌入在控制器的设计之中.为了克服滑模抖振问题,利用指数趋近率方法设计控制器,并将模糊环节加入控制器中.最后,对拦截蛇形机动目标的过程进行仿真,仿真结果验证了所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 双舵控制导弹 制导控制一体化 双滑模变结构控制 零控脱靶量 指数趋近率 模糊环节
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具有直接侧向力的拦截导弹复合制导控制设计 被引量:5
7
作者 毕永涛 姚郁 马克茂 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2496-2502,共7页
针对大气层内直接侧向力与气动力复合控制拦截导弹,提出了一种基于输出稳定的复合制导控制策略。该策略同时考虑了末制导精度和弹体动态响应,首先根据末制导系统数学模型选择零效脱靶量和弹体角加速度作为系统评价输出,然后计算维持末... 针对大气层内直接侧向力与气动力复合控制拦截导弹,提出了一种基于输出稳定的复合制导控制策略。该策略同时考虑了末制导精度和弹体动态响应,首先根据末制导系统数学模型选择零效脱靶量和弹体角加速度作为系统评价输出,然后计算维持末制导系统评价输出在零点所需要的控制量,最后在考虑不确定性和外加干扰的情况下,扩展附加切换控制,使得系统评价输出能够在有限时间内到达零点并确保闭环系统稳定。仿真结果表明,利用所提复合制导控制策略,在制导末段拦截高机动目标时达到了很高精度。 展开更多
关键词 直接侧向力 复合制导控制策略 输出稳定性 零效脱靶量 拦截导弹
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脉冲式末制导子弹导引规律的研究 被引量:4
8
作者 寇保华 张晓今 +1 位作者 杨涛 周伟 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期28-32,共5页
对脉冲式末制导子弹攻击地面固定目标的导引规律进行了研究.在视线坐标系中建立了子弹相对运动方程,根据零效脱靶量的概念,给出了脉冲发动机的点火曲线,并得到发动机正确的推力方向.仿真计算表明,该导引规律能有效的抑制目标视线的旋转... 对脉冲式末制导子弹攻击地面固定目标的导引规律进行了研究.在视线坐标系中建立了子弹相对运动方程,根据零效脱靶量的概念,给出了脉冲发动机的点火曲线,并得到发动机正确的推力方向.仿真计算表明,该导引规律能有效的抑制目标视线的旋转,保证子弹对目标实施精确打击. 展开更多
关键词 脉冲 末制导 零效脱靶量 点火曲线
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基于零控脱靶量的卫星末端追逃控制方法 被引量:5
9
作者 王强 叶东 +1 位作者 范宁军 吴炎烜 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1171-1176,共6页
针对拦截卫星和目标航天器都可以采用幅值受限连续推力进行轨道机动时的卫星末端拦截控制问题,由于对抗双方都会采用对自己有利的控制策略来实现追击和逃逸,因此将该问题可以看作追踪逃逸问题.由于两卫星距离较近,因此将非线性拦截逃逸... 针对拦截卫星和目标航天器都可以采用幅值受限连续推力进行轨道机动时的卫星末端拦截控制问题,由于对抗双方都会采用对自己有利的控制策略来实现追击和逃逸,因此将该问题可以看作追踪逃逸问题.由于两卫星距离较近,因此将非线性拦截逃逸相对动力学简化为CW方程.根据拦截任务终止要求引入零控脱靶矢量将动力学方程降阶,采用拦截脱靶量和燃料消耗作为二次最优目标函数,推导了卫星轨道次优控制策略.仿真表明该控制方法可以在目标卫星具有机动逃逸能力时仍能成功将其拦截. 展开更多
关键词 卫星追逃 连续推力 零控脱靶量 燃料子优控制
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基于零控脱靶量的大气层外拦截中制导方法研究
10
作者 赵蒙 端军红 +2 位作者 王明宇 殷双斌 鲁娜 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期538-545,共8页
针对大气层外拦截器在中制导结束后还需要长时间无控飞行的情况,基于零控脱靶量思想采用最优控制理论,对拦截器和目标的相对运动关系进行了理论推导,以脱靶量和中制导加速度为性能指标,设计了一种拦截器发动机固定推进时间的中制导策略... 针对大气层外拦截器在中制导结束后还需要长时间无控飞行的情况,基于零控脱靶量思想采用最优控制理论,对拦截器和目标的相对运动关系进行了理论推导,以脱靶量和中制导加速度为性能指标,设计了一种拦截器发动机固定推进时间的中制导策略,研究了拦截器制导精度与零控脱靶量预测精度的关系,提出了调节拦截器机动过载大小的实现途径。仿真结果表明,设计的中制导律精度高、可靠性好、形式简单,在脱靶量计算得足够精确时,中制导结束后的零控脱靶量可控制在百米量级内,为拦截器以动能碰撞方式拦截目标创造了优良的末制导条件。 展开更多
关键词 制导律 中制导 拦截器 零控脱靶量
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适用于制导控制一体化的模糊滑模方法 被引量:4
11
作者 赵国荣 冯淞琪 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1321-1324,共4页
为了提高打击大机动目标命中率、机动性和燃油利用率,设计一种适用于制导控制一体化的模糊滑模方法.建立拦截导弹制导控制一体化模型,选取零控脱靶量作为滑模面,将制导律嵌入控制器的设计中,并将运动学关系与动力学特性有机融合.在滑模... 为了提高打击大机动目标命中率、机动性和燃油利用率,设计一种适用于制导控制一体化的模糊滑模方法.建立拦截导弹制导控制一体化模型,选取零控脱靶量作为滑模面,将制导律嵌入控制器的设计中,并将运动学关系与动力学特性有机融合.在滑模控制器中加入模糊环节,有效克服了滑模方法的抖振问题.目标蛇形机动的弹道仿真结果表明,所提出方法可以有效提高系统各方面的性能. 展开更多
关键词 制导控制一体化 滑模自适应 零控脱靶量 弹道仿真
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适用于大距离拦截问题的零控脱靶量计算方法 被引量:4
12
作者 郑立伟 荆武兴 张建英 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期865-869,共5页
对于中制导后具有较长滑行距离的大气层外拦截问题,为了精确确定零控脱靶量,两飞行器间的重力差必须被合理考虑。利用牛顿二项式定理及现代控制理论推导了两飞行器间相对运动状态解析表达式,并利用牛顿迭代法计算零控脱靶量发生时刻,最... 对于中制导后具有较长滑行距离的大气层外拦截问题,为了精确确定零控脱靶量,两飞行器间的重力差必须被合理考虑。利用牛顿二项式定理及现代控制理论推导了两飞行器间相对运动状态解析表达式,并利用牛顿迭代法计算零控脱靶量发生时刻,最后得出一种快速而又具有较高精度的预测零控脱靶量改进方法。为验证预测方法的精度,介绍了几种常见的零控脱靶量计算方法并进行了数学仿真,仿真结果表明改进的ZEM预测方法具有明显的应用优势。 展开更多
关键词 零控脱靶量 中段制导 拦截
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利用捷联导引头信息实现脉冲比例导引 被引量:4
13
作者 葛健全 张晓今 +1 位作者 杨涛 寇保华 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2008年第1期98-101,共4页
在简控条件下实现精确制导是灵巧子弹研制中的重要问题.根据弹载捷联成像导引头和脉冲发动机控制系统的特点,设计了一种基于零效脱靶量概念的直接利用捷联导引头测量信息的末制导方法.该方法通过将速率陀螺和捷联导引头测量信息在速率... 在简控条件下实现精确制导是灵巧子弹研制中的重要问题.根据弹载捷联成像导引头和脉冲发动机控制系统的特点,设计了一种基于零效脱靶量概念的直接利用捷联导引头测量信息的末制导方法.该方法通过将速率陀螺和捷联导引头测量信息在速率层面上融合,可在弹体系下得到脉冲比例导引律所需要的制导信号,这避免了在提取惯性系下视线角速率时由不同坐标系多次转换带来的信息损失.利用六自由度动力学模型对末段弹道进行了仿真.结果表明,在理想情况下该文方法可以实现子弹对地面固定目标的精确打击. 展开更多
关键词 灵巧子弹 捷联导引头 零效脱靶量 脉冲比例导引 脉冲发动机
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三维空间“追-逃-防”三方微分对策方法 被引量:3
14
作者 赵琳 周俊峰 +1 位作者 刘源 郝勇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期322-335,共14页
针对三维空间中的多智能体参与的追逃博弈问题展开研究,提出了一种基于追踪器、逃逸器以及防御器3个智能体参与的追逃博弈模型。在该模型下,通过引入零控脱靶量的方法降低了系统的维数和计算复杂度;采用模糊综合评估的方法对追踪器的目... 针对三维空间中的多智能体参与的追逃博弈问题展开研究,提出了一种基于追踪器、逃逸器以及防御器3个智能体参与的追逃博弈模型。在该模型下,通过引入零控脱靶量的方法降低了系统的维数和计算复杂度;采用模糊综合评估的方法对追踪器的目标函数进行设计,结合微分对策理论,得出追踪器的最优控制策略。仿真对比结果表明:在追踪器控制量占优势的情况下,提出的最优控制策略可以使追踪器绕开防御器并且捕获逃逸器;在追踪器控制量不占优势的情况下,提出的最优控制策略可以延长追踪器被防御器拦截的时间。 展开更多
关键词 空间攻防 微分对策 最优控制 零控脱靶量 模糊综合评估
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卫星编队长期保持与控制比较研究 被引量:3
15
作者 张杨 侯明善 刘永刚 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2009年第11期41-45,共5页
卫星编队飞行的难点之一是在复杂干扰力环境下控制队形。近圆轨道,编队控制充分考虑了J2摄动等各种干扰对相对轨道构形的影响。以空间二体运动的Hill方程为基础建立相对运动动力学方程。分别采用基于线性二次调节器、李亚普诺夫理论以... 卫星编队飞行的难点之一是在复杂干扰力环境下控制队形。近圆轨道,编队控制充分考虑了J2摄动等各种干扰对相对轨道构形的影响。以空间二体运动的Hill方程为基础建立相对运动动力学方程。分别采用基于线性二次调节器、李亚普诺夫理论以及零控脱靶量的方法设计了编队控制器,对干扰力作用下卫星编队长期保持的不同控制方法进行了比较研究,并对三种编队控制方法的控制精度、能量消耗进行了仿真分析。研究表明,对于编队的长期三种保持控制方法都是有效的,但基于零控脱靶量的编队控制方法更简单、性能好、实用性强,是一种较为理想的编队控制方法。 展开更多
关键词 编队飞行 编队保持 编队控制 线性二次调节器 李亚普诺夫 零控脱靶量
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基于微分改正的Lambert拦截摄动修正方法研究 被引量:3
16
作者 刘光明 文援兰 +1 位作者 尹大伟 廖瑛 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第5期87-90,94,共5页
在大气层外远距离拦截中,基于二体理论的Lambert制导方法可以用于固定时间拦截的初始变轨段制导,但由于实际存在的各种轨道摄动因素影响,会产生较大拦截偏差。提出一种基于微分改正算法的Lambert拦截摄动修正方法,在初始变轨制导段补偿... 在大气层外远距离拦截中,基于二体理论的Lambert制导方法可以用于固定时间拦截的初始变轨段制导,但由于实际存在的各种轨道摄动因素影响,会产生较大拦截偏差。提出一种基于微分改正算法的Lambert拦截摄动修正方法,在初始变轨制导段补偿轨道摄动因素对零控脱靶量的影响,以避免在末制导段进行过大的偏差修正。仿真结果表明,该摄动修正方法合理、有效,可以在只增加较少燃料消耗的情况下,快速进行初制导修正,大大提高远距离拦截的制导精度。 展开更多
关键词 Lambert拦截 初制导 零控脱靶量 摄动修正
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基于零效脱靶量的制导估计一体化方法 被引量:3
17
作者 李炯 张涛 +1 位作者 张金鹏 董继鹏 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期35-39,共5页
为提高反临近空间高超声速目标的拦截精度,提出一种基于零效脱靶量的制导估计一体化设计方法,通过对目标拦截的制导估计问题分析,建立制导估计一体化设计的系统模型,并对具有目标机动补偿的零效脱靶量制导律进行设计。在目标状态信息可... 为提高反临近空间高超声速目标的拦截精度,提出一种基于零效脱靶量的制导估计一体化设计方法,通过对目标拦截的制导估计问题分析,建立制导估计一体化设计的系统模型,并对具有目标机动补偿的零效脱靶量制导律进行设计。在目标状态信息可量测的条件下,零效脱靶量制导律与比例导引法相比,其制导性能略高;在目标状态信息不可量测的条件下,基于零效脱靶量的制导估计一体化设计方法对目标加速度的估计误差更小,制导精度也更高。利用该方法可以较好地跟踪目标机动,减小估计延迟对制导精度的影响,具有较高的制导精度和较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 零效脱靶量 制导估计一体化 制导律
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导引头测量误差对拦截器轨道修正能力的影响 被引量:2
18
作者 郑丹 《现代防御技术》 北大核心 2015年第3期7-14,共8页
大气层外动能拦截器末段的轨道修正能力与制导方式有关,通过仿真计算研究某种制导方式下,导引头测角速率误差对轨道修正能力的影响。仿真结果表明,随着导引头测量误差逐渐增加,轨道修正能力逐渐减小。在导引头测量误差较大时,通过适当... 大气层外动能拦截器末段的轨道修正能力与制导方式有关,通过仿真计算研究某种制导方式下,导引头测角速率误差对轨道修正能力的影响。仿真结果表明,随着导引头测量误差逐渐增加,轨道修正能力逐渐减小。在导引头测量误差较大时,通过适当改变轨控发动机的开关门限,可以增大轨道修正能力。研究结果表明,为了得到较高的轨道修正能力,需要根据导引头的性能参数,对各种制导控制参数进行优化设计。 展开更多
关键词 动能拦截器 零控脱靶量 轨道修正能力 拦截域 导引头噪声 视线转率
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基于有限时间广义H_2范数的直接侧向力启控时间分析 被引量:1
19
作者 毕永涛 姚郁 季登高 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期714-719,共6页
采用直接侧向力与气动力复合控制技术可以显著改善导弹末制导系统性能,而确定直接侧向力启控时间是复合控制技术的关键问题。首先给出了复合控制导弹末制导系统的数学描述,然后基于有限时间广义H2范数,分析了直接侧向力启控时间与零效... 采用直接侧向力与气动力复合控制技术可以显著改善导弹末制导系统性能,而确定直接侧向力启控时间是复合控制技术的关键问题。首先给出了复合控制导弹末制导系统的数学描述,然后基于有限时间广义H2范数,分析了直接侧向力启控时间与零效脱靶量、目标机动、导引头量测噪声的内在关系,最后根据零效脱靶量随启控剩余时间的变化情况,指出存在一个启控剩余时间临界值,可以为直接侧向力启控时间的确定提供重要依据。 展开更多
关键词 直接侧向力 启控时间 有限时间广义H2范数 复合控制 零效脱靶量
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弹道导弹中段机动突防发动机总体优化设计 被引量:1
20
作者 吴启星 王祖尧 张为华 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期278-281,286,共5页
针对弹道导弹中段机动突防,提出了一种突防方案的发动机总体参数优化设计。从中段机动突防运动学、动力学出发,基于战术需求明确突防发动机优化设计指标,采用进化算法进行了发动机总体参数优化,并给出了仿真算例。研究表明,速度增量大... 针对弹道导弹中段机动突防,提出了一种突防方案的发动机总体参数优化设计。从中段机动突防运动学、动力学出发,基于战术需求明确突防发动机优化设计指标,采用进化算法进行了发动机总体参数优化,并给出了仿真算例。研究表明,速度增量大小和机动时刻给定时,零控脱靶量随速度增量方向的不同存在极小值和极大值,极大值方向近似垂直于视线方向,且最大值近似为待飞时间和速度增量大小的乘积,发动机设计总冲指标即在此理论推导上获取;进化算法有效地解决了8个设计变量、3个约束条件的突防发动机参数优化问题,优化结果合理,且实现了战术要求的脱靶量,很好地满足了弹道导弹中段机动突防对动力系统的要求。 展开更多
关键词 弹道导弹 中段机动突防 零控脱靶量 进化算法 发动机优化设计
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