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基于模糊逻辑的导弹精确末制导律研究

作　者: 单宝灯
导　师: 李士勇
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 比例导引 微粒群算法 模糊逻辑 修正比例导引 自适应模糊制导律
分类号: TJ765
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


导弹制导和控制系统是一个多变量、非线性、时变、受环境干扰的复杂控制系统。近年来,随着被拦截目标速度和机动能力增强,导弹制导系统的制导任务变得越来越复杂。传统末制导律不能满足日趋严格的拦截要求,尤其是目标大机动规避。新型制导律的研究成为各国军事技术研究的热点。其中模糊制导律鲁棒性强,智能性高,受到很大关注。本文首先分析了寻的导弹制导回路,建立起制导律仿真模型。并对传统寻的制导律进行介绍,并对盲区所引起的脱靶量进行理论分析。针对模糊比例导引律设计中存在参数随意性,提出了基于微粒群算法的参数离线优化设计方法,依据最优制导性能指标对模糊隶属度函数进行优化。仿真结果表明,该方法可以简化模糊设计过程中的参数优化等难题,优化后的模糊制导律在制导精度和控制能量耗费方面都有所提高。其次,针对比例导引律拦截大机动目标末段视线角速率发散问题,本文提出了一种解析描述的自适应模糊末制导律。根据平行接近原理将制导问题转化为一般误差控制问题,以比例导引律指令输出为控制误差,输出变化为误差变化作为两个输入设计二维自适应模糊控制器,输出为导弹的法向过载指令。仿真结果表明这种制导律有良好的弹道特性和较小的脱靶量,和大机动目标拦截能力。并且对拦截机动目标有很强的自适应性,是一种具有工程实用价值的高精度末制导律。最后本文建立了导弹目标的三维追逃模型,并提出基于修正比例导引律的自适应模糊末制导律。由于修正比例导引律理论上是最优制导律的一种简化,因此结合模糊逻辑能更好的对付机动目标,最大程度克服盲区对导弹制导精度的影响。二维和三维空间中的拦截仿真表明该制导律与传统的比例导引律相比,拦截精度更高,拦截时间更短,导弹控制能量耗费更少,是一种优势明显的制导律。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 精确制导技术概述  9-11
    1.1.1 精确制导武器与制导技术  9-10
    1.1.2 精确制导武器在现代战争中的地位及其发展趋势  10-11
  1.2 导弹精确末制导律研究背景及其意义  11-13
  1.3 国内外精确末制导律研究现状及分析  13-16
  1.4 本文的主要研究工作  16-17
第2章 寻的导弹制导回路模型及传统末制导律  17-32
  2.1 概述  17
  2.2 导弹制导回路建模  17-24
    2.2.1 导弹制导系统坐标系的定义  17-18
    2.2.2 坐标系之间的转换关系  18-19
    2.2.3 截击几何和相对运动关系  19-21
    2.2.4 导弹运动学描述  21-23
    2.2.5 目标运动学描述  23
    2.2.6 寻的制导回路模型  23-24
  2.3 传统末制导律分析  24-30
    2.3.1 追踪法  25-26
    2.3.2 平行接近法  26-27
    2.3.3 比例导引  27-30
  2.4 脱靶量分析  30-31
  2.5 本章小结  31-32
第3章 基于微粒群优化的模糊比例导引律  32-42
  3.1 概述  32
  3.2 模糊逻辑制导律  32-35
  3.3 微粒群优化算法简介  35-37
    3.3.1 算法概述  35
    3.3.2 基本微粒群算法  35-36
    3.3.3 微粒群算法的改进  36-37
  3.4 模糊制导律的参数优化  37-39
  3.5 仿真结果分析  39-41
  3.6 本章小结  41-42
第4章 拦截大机动目标的自适应模糊制导律  42-53
  4.1 概述  42
  4.2 追击目标运动学分析  42-44
  4.3 自适应模糊制导律  44-45
  4.4 模糊制导律参数调节  45
  4.5 输入信号的非线性估计  45-47
  4.6 仿真结果及分析  47-52
  4.7 本章小结  52-53
第5章 基于修正比例导引的三维模糊制导律  53-62
  5.1 概述  53
  5.2 导弹三维截击几何  53-55
  5.3 基于修正比例导引的自适应模糊制导律  55-56
  5.4 目标加速度估算  56-57
  5.5 仿真结果及分析  57-61
    5.5.1 二维平面仿真  57-58
    5.5.2 三维空间仿真  58-61
  5.6 本章小结  61-62
结论  62-63
参考文献  63-67
附录  67-70
攻读学位期间发表的学术论文  70-72
致谢  72

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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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