多约束条件下水下航行器制导律设计

admin · 发表于 2022-9-17 17:48:38

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本文以基于尾流梯度信息的高速水下航行器的制导律设计为研究重点，从机动目标和非机动目标两种情况分别进行了探讨。论文首先介绍了国内外高速水下航行器和尾流自导的研究概况和发展趋势。由于高速水下航行器的特殊性，给尾流声自导的使用带来了很大的不便，利用尾流的光学特性来识别并判断目标尾流的相对位置，是一种有效的，可用于高速水下航行器的新的自导方式。然后对高速水下航行器的制导现状及已有的制导理念进行了分析。为了在激光尾流探测方式下对高速水下航行器的制导律进行设计，本文首先对激光尾流探测原理进行了研究，并据此总结出其所能获得的气泡信息，然后对舰船尾流特性进行分析，以建立目标尾流模型。此外，本文对常规激光制导的基本工作原理进行了介绍，并总结现有的常规尾流自导弹道，通过对高速水下航行器制导律设计的约束条件分析可知，由于常规尾流导引弹道是以感知尾流边界为基础来控制鱼雷航行轨迹的，对于高速水下航行器来说，为了维持航行过程中空泡稳定性，航行器的机动能力很差，常规的导引弹道已不能用于高速水下航行器。基于尾流几何特性，及尾流中气泡数密度的分布，本文针对机动目标和非机动目标两种情况建立了尾流模型，根据尾流模型推导出尾流梯度模型，进而得出高速水下航行器的制导律。为了与实际尾流模型相符合，本文在机动目标尾流模型中加入断层的干扰，并据此设计了制导律，仿真结果显示，本文所提出的基于尾流梯度信息的制导律设计是可行的，并且尾流中的断层对其影响不大。为了与常规制导律的打击效果相比较，本文设计了一种在被动导引方式下的变结构制导律，利用卡尔曼滤波估计目标信息，并进行仿真，结果可以看出，本文所提出的基于尾流梯度信息的导引律使得航行器弹道更平缓，对航行器的机动性要求更低。

多约束条件下水下航行器制导律设计

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