高超声速飞行器拦截制导技术研究

bb20920d · 发表于 2022-5-8 21:55:12

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高超声速飞行器是当今世界各航天大国的研究热点，但现在的研究大多集中在高超声速飞行器的正面设计上，而对其反制的技术研究却很少。本文在863课题和横向课题的支持下对高超声速飞行器的拦截制导技术进行深入的研究。文中重点分析了X-34与CAV高超声速飞行器的飞行特性，根据其目标特性，设计了基于“当前”统计模型的自适应目标跟踪算法对目标进行跟踪，最后设计了整体估计导引的制导律来拦截目标。为了方便研究高超声速飞行器的飞行特性，本文首先建立了高超声速飞行器完整的非线性三自由度运动学方程和动力学方程。根据查找国外文献，获得了X-34与CAV高超声速飞行器的气动参数，然后建立了气动参数数据库。最后对X-34高超声速飞行器的气动特性进行分析，具体分析了升阻性能，纵向、横向静稳定性，配平特性等，为后面研究其目标飞行特性奠定坚实的基础。通过对高超声速飞行器临近空间飞行环境约束条件的分析，调研国外文献，获得了X-34与CAV的最大动压限制和最大热流率限制，结合前一章研究的高超声速飞行器的气动特性，获得了两者在临近空间范围内的最大飞行速度与最大过载。基于前一章研究的X-34与CAV高超声速飞行器的飞行特性，利用高超声速飞行器在不同高度下的最大过载限制，设计了基于“当前”统计模型的自适应目标跟踪算法，在地面坐标系下完成对目标的跟踪。在末制导方面，现在工程中常用的制导方法是将状态估计与制导律分开设计，但其理论基础“分离定理”在非线性、非高斯噪声条件下并不成立。本文依据 “一般分离定理”，推导得到适合非线性、非高斯噪声条件下的整体估计制导律，其过程是首先采用多模型粒子滤波器对目标状态进行估计，然后依据目标的概率密度函数形成导引律，最后以脱靶量的累积分布函数对整体估计制导律效果进行评估。

高超声速飞行器拦截制导技术研究

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