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本文的研究主要是围绕着BTT拦截导弹的建模、控制和制导所展开的。
第一部分 在参考国外导弹数据的基础上,给出了BTT拦截导弹空气动力和力矩模型、发动机模型以及作动器模型,并在此基础上构建了BTT拦截导弹6自由度非线性数学模型。并对此模型进行分层控制构,利用时标分离方法,把BTT拦截导弹的控制系统分成快慢回路,设计了基于动态逆控制律来验证导弹非线性数学模型的精确性和可行性。
第二部分 考虑到动态逆控制需要精确的数学模型,以及对外界干扰的的影响很敏感,通过引入非线性干扰观测器来减弱系统内部建模误差和外界干扰对系统产生的影响。此外,为了改善系统响应的快速性和鲁棒性,分别设计了基于全局快速终端滑模控制的鲁棒控制器和基于全调节RBF神经网络的全局快速终端滑模控制器。
第三部分 对BTT拦截导弹末制导段进行研究。针对三维非线性制导问题,在比例导引的基础上,提出了增广比例导引律。将目标的机动加速度视为外界的扰动,设计基于规则的自适应滑模制导律。在对目标机动加速度的上界估计的基础上,利用神经网络对非线性函数的逼近能力,设计了权值自适应调整的神经网络干扰观测器来估计系统的复合干扰,结合滑模变结构控制,提出了一种基于自适应神经网络干扰观测器的滑模变结构制导律。
第四部分研究了导弹拦截来袭目标的三维视景仿真技术。利用Creator建立了拦截导弹和来袭导弹的三维仿真模型,基于Vega构建了导弹拦截过程中所需的场景环境、背景特效及其各种空战特效,结合VC++与Vega生动地演示了导弹拦截来袭目标的全过程。