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题目:有限机动能力滑翔式高超声速飞行器的末端制导方法研究

关键词:高超声速;滑翔式;末端制导;有限机动能力

  摘要

本文采用改进后的自适应比例导引,对滑翔式高超声速飞行器的末端进行有效制导,使其对地面固定目标进行精确打击。由于高超声速飞行器具有作战响应快、附加代价小等优点受到了广泛的关注。本文以滑翔式高超声速飞行器为研究对象,使用了改进的自适应比例导引方法,研究在响应角的角速率和角加速率受到饱和限制的情况下对飞行器进行精确的末端制导。考虑到自适应比例导引具有方法简单、计算快、精度高等优点,选取这种方法进行单独研究。论文首先介绍了自适应比例导引方法,针对算例飞行器的仿真计算结果,指出该方法在飞行器机动能力受限的前提下是存在问题的。基于上述分析结果,本文分析了这其中的原因,根据这个原因并兼顾到飞行器自身的姿态稳定控制问题提出了针对性的改进意见,对制导律和导引律进行了改进,允许飞行器进行翻转机动和调整飞行器自适应控制的切入点。仿真结果显示,改进后的自适应比例导引律能够在飞行器机动能力有限的情况下,对地面固定目标实现指定方向的精确打击。分析结果表明,使用改进的自适应比例导引可以进行有效的精确末端制导,具有实际工程应用的价值。随后在对导引律性能的分析中,通过仿真可以看到用改进后的自适应比例导引方法进行末端制导,最终的打击精度对气动系数和大气密度不是特别敏感,具有一定的鲁棒性;同时由于响应角速率是人为设定的限制,本文还总结出了角速率饱和限制值的选取原则及方法;最后大致绘出初始状态的窗口形状,统计了初始状态存在随机性的情况下的命中率。本文的研究,尤其对飞行器机动能力有限的情况下的分析,指出了在滑翔式高超声速飞行器末端制导方法研究中存在的难点以及给出了可供参考的解决方案。