反导拦截弹主动段神经网络中制导律研究

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1、万方数据2009年4月现代防御技术Apr．2009第37巷第2期MoDERNDEFENCETECHNOLoGYV01．37No．2曰导航、制导与控制司反导拦截弹主动段神经网络中制导律研究。靳文涛(北京电子工程总体研究所，北京l00854)摘要：针对远程反导拦截的需求，提出了一种主动段神经网络中制导律。仿真研究表明，所提出的神经网络中制导律能近似跟踪优化弹道，对弹道倾角扰动、速度干扰和预测命中点变化具有较强的鲁棒性。关键词：拦截弹；中制导律；神经网络中制导律中圈分类号：TJ761．7；TPl83文献标识码：A文章编号：1咖母86x(2009)观国D46Ⅲ5Research

2、ontheNeuralNetworkMidcourseGuidanceLawfortheAntimissneInterceptorDuringtheBoostingStageJINWen．tao(BeijingInst．ofElec拍nicSy8temEngine丽ng，Beijing100854，China)Abstract：Aneumlnetworkmidcou鹉eguidancelawispmp08edforthelongmngeantimissileinter-ceptorduringtheboostingstage．ThesimulationresuItsde

3、mongtratetlIattheneumlnetworkguidance18wcanapproximatetheoptimaItrajectoryandhasgoodrobustabilitycon8ideringthedi8turbanceofnightpathangle，thedisturbanceofVelocityandthechangeofthepredictiVeinter℃eptpoint．Keywords：interceptionmissile；midcou碍eguid粕celaw；neumlnetworkmidcourseguidancelawO引言

4、在远程反导拦截的中制导阶段，一般采用按预测命中点导引的方法。预测命中点在拦截过程中为慢速变化目标，因此可以提前优化设计拦截弹的方案飞行弹道，理想情况下拦截弹按照优化的方案弹道飞行即可在预测拦截时刻到达预测拦截区域。然而，在拦截过程中，由于一些不确定性因素的影响，拦截弹的速度、位置与标准优化弹道有一定的偏差，雷达对目标的轨道预报也有一定的偏差，如果拦截弹仍按照方案弹道飞行，将会有较大的导引误差。实时弹道优化是一种解决方案，但由于实时弹道优化计算量大，计算周期长，难以满足工程应用要求的快速性。神经网络⋯具有较强的非线性函数逼近能力，可以实现对优化拦截弹道的跟踪；神经网络还有

5、较强的容错性和联想记忆功能，训练后的神经网络具有一定的鲁棒性，能够在小扰动下输出合理的控制指令。考虑到神经网络具有以上优点，本文提出了一种基于神经网络的主动段中制导方案。l神经网络中制导律由于拦截过程中预测命中点变化范围不大，可以根据一定的优化指标在预测命中点附近空域确定一系列优化弹道，用这些优化弹道数据训练神经网·收稿日期：2008一12一12；修回日期：2009—02—03基金项目：有作者简介：靳文涛(1980一)，男。湖北随州人。博士生，主要从事制导控制方面研究工作。通信地址：100854北京142信箱30分箱电话：0lO一68765254万方数据靳文涛：反导拦截

6、弹主动段神经网络中制导律研究·47·络，输出相应的弹道倾角指令，引导拦截弹跟踪优化弹道就可以实现该指标下的次优拦截。通过对相关文献旧。4。的分析并结合自己的仿真研究发现，当神经网络的输入向量选取(‘，口．，石。一算，，y．一，，，)，输出向量选取弹道倾角指令9。Pl时，制导回路对于弹道倾角偏差、速度扰动具有一定的鲁棒性，在预测命中点变化幅度较大的情况下，导引误差有所增大。其中，I为拦截弹飞行时间，移。为拦截弹速度，童．一童。为拦截弹与预测命中点的相对距离在地面坐标系菇轴上的分量，，，。一y。为拦截弹与预测命中点的相对距离在地面坐标系)，轴上的分量。远程反导拦截的末制导时

7、间一般在108左右，能够修正lkm左右的偏差。为了尽量减小预测脱靶量(导引误差)，给末制导创造良好的交班条件，本文在研究中采用了关机前几秒按预测脱靶量反馈的指令修正方法。采用神经网络中制导律的制导回路示意图如图1所示。圈l采用神经网络中镧导的铜导回路示意圈矾量lGuidan优IO叩岫lⅡgNNmidc蛐r姆gu越an∞hw采用神经网络产生制导指令的步骤如下：(1)在初始预测命中点附近空域选取计算好的若干条优化拦截弹道，选取神经网络的输入(1，t，。，茗．一土，，‰一，，，)，和神经网络的输出弹道倾角指令口。，离线训练神经网络。(2)在拦截