制导方案及制导律课件

1、飞行器制导与控制技术制导概念及制导律主讲教师：熊芬芬图. 导弹制导控制系统示意图第五章 制导相关概念及制导律制导方案：飞行器整个飞行过程中的涉及到的制导方法(采用何种元件、如何测得导弹和目标的位置)、制导律等，如：初始段利用程序制导，中段利用惯性制导，末段利用自寻的制导。自寻的制导、遥控指令制导、方案制导、惯性制导、复合制导制导律：导弹飞向目标的规律，决定飞行轨迹。几种常见的制导方式：轨迹跟踪制导、预测制导。3 制导方案分类5制导系统 实际上制导方式很多、很乱，不易理清、也不易理解，建议采用如下方式分类和理解。1）飞行器相对于惯性空间的导引，导弹需提前预知目标的运动信息 惯性导航（误差随时间累

2、积） 程序制导（不能自适应随机扰动） GPS/星光/GLONASS/伽利略/北斗 地形/图像匹配2）飞行器相对目标运动的导引，导弹需实时感知目标的运动信息 指令制导 寻的制导6提前预知目标的运动信息： 惯导、程序制导、GPS目标信息提前已知，目标不在制导回路中导弹监测系统导航计算机执行机构、操纵导弹7实时感知目标的运动信息： 指令制导、寻的制导目标信息实时监测，目标在制导回路中导弹监测系统导航计算机目标监测系统85.1.2 惯性导航（INS，Inertial Navigation System）利用弹上惯性元件，测量导弹相对于惯性空间的运动参数，由制导计算机计算出导弹的速度、位置及姿态等参数，

3、形成控制信号，导引导弹完成预定飞行任务的一种自主制导系统。惯导基本概念 INS（inertial navigation system） IMU（inertial measurement unit）惯性导航的传感器技术 MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）惯性导航的原理 平台式; 捷联式（姿态解算）惯性导航的优缺点及修正方法 位置信息修正; 姿态信息修正105.1.4 自寻的制导（homing guidance）利用弹上导引头感受目标辐射或反射的能量(如无线电波、红外线、激光、可见光、声音等)，测量目标、导弹相对运动参数，并形成相应的导引指令，控制导弹飞行

4、，使导弹飞向目标的制导系统。声学自寻的系统：多用于水下自寻的鱼雷雷达自寻的系统：广泛应用的自寻的制导系统，因为很多军事上的重要目标本身就是电磁能的辐射源，如雷达站、无线电干扰站、导航站等等。分类：主动式、半主动式、被动式；按照频率12（b）半主动式照射目标的能源不在导弹上，弹上只有接收装置，能量发射装置设在导弹以外的制导站或其他位置。功率可以很大，半主动式寻的制导系统的作用距离比主动式要大。 14（c）被动式 D导弹；M目标目标本身就是辐射源，不需要发射装置，由弹上导引头直接感受目标辐射的能量，导引头将以目标的特定物理特性作为跟踪的信息源。 被动式自寻的系统的作用距离不大，典型的被动式自寻的系

5、统是红外自寻的系统。15自寻的制导系统的组成自寻的系统的制导设备全部在弹上，具有发射后不管的特点，可攻击高速目标，制导精度较高。靠来自目标辐射或反射的能量来测定导弹的飞行偏差，作用距离有限，抗干扰能力差。一般用于空对空、地对空、空对地导弹和某些弹道导弹，用于巡航导弹的末飞行段，以提高末段制导精度。16自寻的制导系统涉及关键技术导引头装置及其工作原理波段目标识别、成像技术信号处理、滤波技术捷联导引头的概念17广播：87.5MHz108.0MHz雷达: 300MHz40GHz毫米波：40GHz300GHz亚毫米波： 300GHz400GHz激光：远红外、近红外、红、蓝、绿、紫外18自寻的制导另一种

6、分类方式：按照频段波普5.1.6 复合制导当对制导系统要求较高时，如导弹必须击中很远的目标或者必须增加对远距离的目标命中率，可把上述几种制导方式以不同的形式组合起来，以进一步提高制导系统的性能。例如，在导弹飞行初始段用自主制导，将导弹导引到要求的区域，中段采用遥控指令制导，比较精确地把导弹导引到目标附近，末段采用自寻的制导，这不仅增大了制导系统的作用距离，而且提高了制导精度。205.2 制导律制导律的选择对导弹的命中精度至关重要三点法、前置角法（对导弹质心位置的约束）速度追踪、改进追踪法（对导弹姿态的约束）平行接近、ZEM（zero effect miss）比例导引、各种改进的比例导引（对导弹

7、速度矢量方向的约束）21b)需用攻角的计算导引弹道动力学分析模型得到c)需用舵偏角的计算导引弹道动力学分析模型得到 23d) 最优导引律(Optimal Guidance Law, OGL)为克服目标机动和测量噪声等不确定因素的影响，提高追踪导引性能，20 世纪60 年代最优控制技术被广泛用于导引律的研究。它可以考虑导弹目标的动力学问题，并可考虑制导过程起点或终点的约束条件或其它约束条件，如终端脱靶量最小、最短时间、最小控制能量、导弹和目标的交会角要求（带落脚约束的制导律）等。大部分研究是基于线性化追踪运动方程，仅适用于较小的视线角范围。追踪性能主要取决于捕获剩余时间 tgo24f）制导律展望三维导引律考虑导弹自动驾驶仪动特性的导引律攻击角度约束导引律复合制导协同制导26多导弹协同中几种典型的制导约束条件5.3 几