【摘 要】
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为解决传统基于速率陀螺反馈的模拟式导引头角跟踪回路控制方法跟踪现代高速、大机动目标能力较弱的问题,引入卡尔曼滤波概念,提出了一种基于滤波环节前置的导引头角跟踪系统控制方法.首先在导弹弹体视线坐标系中建立数学模型,推导了导引头角跟踪系统状态方程,并以目标“当前”统计模型描述目标机动,依据导引头实际可测量条件选取失调角作为系统唯一观测量;而后分析了传统角跟踪控制方式跟踪精度低、发散早的内在限制因素,构想了前置卡尔曼滤波改进控制方法;在此基础上设计了卡尔曼时域离散状态估计器,实现了导引头信息的在线实时迭代解算;
【机 构】
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空军工程大学 航空工程学院,西安710038;空军装备研究院,北京100076;中国空气动力研究与发展中心,四川 绵阳621000
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为解决传统基于速率陀螺反馈的模拟式导引头角跟踪回路控制方法跟踪现代高速、大机动目标能力较弱的问题,引入卡尔曼滤波概念,提出了一种基于滤波环节前置的导引头角跟踪系统控制方法.首先在导弹弹体视线坐标系中建立数学模型,推导了导引头角跟踪系统状态方程,并以目标“当前”统计模型描述目标机动,依据导引头实际可测量条件选取失调角作为系统唯一观测量;而后分析了传统角跟踪控制方式跟踪精度低、发散早的内在限制因素,构想了前置卡尔曼滤波改进控制方法;在此基础上设计了卡尔曼时域离散状态估计器,实现了导引头信息的在线实时迭代解算;最后分别针对导弹从迎头、尾后、侧向3个角度攻击采取不同机动规避策略目标的场景,进行了导引头角跟踪情况对比.仿真结果表明,基于滤波环节前置的改进控制方法可减小因目标机动所造成的失调角震荡,延迟角跟踪系统的发散时间,进一步压缩导引头末段失控距离,改善导引头抗大机动目标能力并最终提高导弹命中概率.
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