【摘 要】
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该论文研究了拦截大气内飞行的战术弹道导弹(TBM)的拦截器的动力学建模和微分几何制导律设计问题.以工程实际应用为背景,根据拦截器控制和制导的要求,建立了一个完全表征拦截
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该论文研究了拦截大气内飞行的战术弹道导弹(TBM)的拦截器的动力学建模和微分几何制导律设计问题.以工程实际应用为背景,根据拦截器控制和制导的要求,建立了一个完全表征拦截器飞行状态的非线性的动力学和运动学模型,并在对所建拦截器模型、目标模型进行特性分析之后,提出了一种拦截器三维导引规律设计新方法.首先,运用运动学和动力学基本原理,推导出了在地面发射坐标系下考虑地球自转情况下的拦截器动力学和运动学方程.利用这些方程在MATLAB/SIMULINK环境下构建仿真模块,进行了数字仿真,并且与不考虑地球自转的情况进行了精度对比分析,仿真结果表明:所建立的动力学模型是正确的,而地球自转对拦截器飞行弹道的影响是比较大的,在精确建模过程中是不容忽视的.然后,针对实际空间中的三维拦截问题,应用古典微分几何理论、拦截器和目标之间的动力学和运动学方程以及虚拟拦截器质点速度矢量的概念推导出了TBM拦截器制导曲率和挠率指令,并对设计出的制导指令的截获性能进行了定量的研究和分析.另外还导出了微分几何制导指令向可执行指令转化的表达式.最后,为了验证所设计出来的微分几何制导律的正确性和有效性,基于MATLAB/SIMULINK仿真环境,对TBM拦截器的末制导段进行了数字仿真.最终的仿真结果表明:该文制导律产生的脱靶量小,拦截器能够成功地截获目标,且其对目标机动具有一定的适应能力.
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