● 摘要
空天防御对抗中,提高导弹的飞行性能,达到精确而有效地拦截来袭目标,弹道规划是重要课题和关键技术。论文以基于预测命中点的地基远程拦截任务为背景,进行了弹道规划方面的研究。弹道规划重点针对的是中制导段。导弹在主动段采用摆动喷管;将被动段和动能拦截器(KKV)末制导都视为零攻角飞行,不进行弹道调整。论文内容可分为拦截任务介绍及动力学建模、弹道规划方案和弹道规划实现方法三个部分,其中对通用能量管理(GEM)导引方法的改进是本文的主要创新点。第一部分建立了导弹动力学模型并给出了解算方法,介绍了拦截任务及具体参数。第二部分进行了弹道规划方案的设计研究。基于拦截系统、拦截过程以及拦截弹的特征,将弹道规划的具体实现分为三个阶段,分别对应拦截弹在中制导阶段的三级主动段。第一、二阶段采用离线非实时方式,应用弹道优化设计的方法得到弹道的转弯参数和调整参数;第三阶段采用能量管理导引的方法实现实时的在线调整弹道。第三部分进行了弹道规划实现方法的设计研究。针对第一、二阶段弹道规划实现方法,为合理参数化而给出了飞行程序角模型,并通过使用选择的两种优化算法进行参数优化,得到了满足拦截任务的飞行程序角模型的具体参数值。通过仿真验证了飞行程序角模型,给出了仿真与规划之间的误差,并讨论了理论拦截空域范围。针对第三阶段弹道规划实现方法,先研究了通用能量管理导引,指出其在原理上的不足,提出了对GEM的修正原理。通过仿真验证了修正原理和改进能量管理,并测试了改进能量管理的时间调整能力。改进后末速误差比改进前小一个数量级,实现了实时的更高精度的在线规划计算。
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