發(fā)布時(shí)間：2020-05-22 23:40

【摘要】：現(xiàn)代戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展對各國的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)提出了極大的挑戰(zhàn)。為了增強(qiáng)突防能力,現(xiàn)代的TBM目標(biāo)可以在再入段產(chǎn)生大過載的螺旋機(jī)動,極大的增加了對其運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)的難度。首先,目標(biāo)再入大氣層時(shí)會經(jīng)過有強(qiáng)烈電磁干擾的臨近空間,且高速運(yùn)動會導(dǎo)致很強(qiáng)的紅外熱效應(yīng),必須采用只能得到角度測量值的紅外導(dǎo)引頭進(jìn)行探測,使得系統(tǒng)狀態(tài)變量的可觀性很低;其次,目標(biāo)再入速度極快使得末制導(dǎo)時(shí)間很短,而現(xiàn)有的估計(jì)器存在較大的誤差和延遲,難以滿足末制導(dǎo)精度和實(shí)時(shí)性的要求。本文針對TBM目標(biāo)再入段的螺旋機(jī)動估計(jì)及相關(guān)問題,對目標(biāo)運(yùn)動特性建模、系統(tǒng)的可觀性及影響因素、估計(jì)算法以及估計(jì)器性能進(jìn)行了較為全面的分析和研究。本文的主要研究內(nèi)容如下。首先,分析了TBM目標(biāo)再入段的運(yùn)動狀態(tài)并建立了機(jī)理模型。建立目標(biāo)落點(diǎn)慣性坐標(biāo)系,以該坐標(biāo)系為慣性基準(zhǔn)建立視線系下的彈目相對運(yùn)動方程,給出了目標(biāo)螺旋機(jī)動在目標(biāo)落點(diǎn)慣性系中的三維描述形式,并投影到視線系中,建立了機(jī)動加速度的機(jī)理模型,并給出了該機(jī)理模型的簡化描述方法。其次,進(jìn)行了末制導(dǎo)系統(tǒng)的可觀性分析。將交會角引入到彈目相對運(yùn)動方程中,利用可觀性矩陣分別分析了影響彈目相對距離和目標(biāo)機(jī)動加速度可觀性的因素,以及不同交會角下系統(tǒng)狀態(tài)變量的可觀度,并設(shè)計(jì)了能夠提高系統(tǒng)可觀性的導(dǎo)引律。然后,對目標(biāo)螺旋機(jī)動估計(jì)方法展開研究。針對目標(biāo)螺旋機(jī)動幅值時(shí)變的問題,并為兼顧估計(jì)精度和收斂速度,設(shè)計(jì)了基于切換策略的過程噪聲自適應(yīng)EKF估計(jì)器;并考慮到過程噪聲可以等效為模型誤差,在假設(shè)測量噪聲統(tǒng)計(jì)特性已知的情況下,將預(yù)測控制思想引入到濾波方法中,對模型誤差(即過程噪聲)進(jìn)行預(yù)測與校正,并與傳統(tǒng)的EKF算法相結(jié)合,設(shè)計(jì)了非線性預(yù)測EKF估計(jì)器;分別對兩種方法進(jìn)行了仿真和比較,并進(jìn)行了協(xié)方差約束條件分析。最后,利用伴隨方法分析了估計(jì)器性能。建立混合連續(xù)離散的估計(jì)器的伴隨模型,在時(shí)域下分析了估計(jì)器的動態(tài)響應(yīng)特性,包括誤差傳播特性、系統(tǒng)參數(shù)和估計(jì)器參數(shù)的選取對估計(jì)誤差和延遲的影響;在頻域下建立由真實(shí)目標(biāo)機(jī)動到機(jī)動估計(jì)值的傳遞函數(shù),分析了估計(jì)器的帶寬,以及估計(jì)器和制導(dǎo)律在設(shè)計(jì)上存在的帶寬約束。
【圖文】：

常用的幾種非線性濾波算法

直于速度方向上可以產(chǎn)生螺旋機(jī)動。由文獻(xiàn)[1-6]可知在穩(wěn)態(tài)滾轉(zhuǎn)諧振頻螺旋運(yùn)動可以表示為一個(gè)穩(wěn)定的簡諧運(yùn)動，由此來給出目標(biāo)做螺旋運(yùn)動學(xué)描述。根據(jù)文獻(xiàn)[2]所述，由于彈體結(jié)構(gòu)的不對稱性，TBM 目標(biāo)再入過程中的螺率隨高度和時(shí)間的變化關(guān)系如圖 2-3 所示。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TJ765

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 崔先強(qiáng);噪聲協(xié)方差矩陣加權(quán)估計(jì)的Sage自適應(yīng)濾波[J];測繪科學(xué);2002年02期

2 李書進(jìn),李文華;基于自適應(yīng)卡爾曼濾波的時(shí)變結(jié)構(gòu)參數(shù)估計(jì)[J];廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年02期

3 任波;閆向遠(yuǎn);;純角度跟蹤非線性預(yù)測濾波算法研究[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2014年02期

4 范紅旗;祝依龍;付強(qiáng);;機(jī)動目標(biāo)攔截末制導(dǎo)狀態(tài)估計(jì)器的誤差特性[J];航空學(xué)報(bào);2008年06期

5 耿延睿;李大字;郭文榮;;衰減因子自適應(yīng)估計(jì)卡爾曼濾波比較研究[J];控制工程;2006年S2期

6 趙琳;王小旭;孫明;丁繼成;閆超;;基于極大后驗(yàn)估計(jì)和指數(shù)加權(quán)的自適應(yīng)UKF濾波算法[J];自動化學(xué)報(bào);2010年07期

7 明星;邱紅專;;改進(jìn)的Sage-Husa濾波及在衛(wèi)星姿態(tài)估計(jì)中的應(yīng)用[J];上海航天;2012年06期

8 劉世勇,吳瑞林,周伯昭;大氣層外攔截彈基于方位測量的被動測距[J];宇航學(xué)報(bào);2005年03期

9 林鵬;周軍;周鳳岐;;變質(zhì)心再入飛行器螺旋機(jī)動指令設(shè)計(jì)及分析[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2010年04期

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本文編號：2676789