主动防御空间小型飞行器制导及控制方法研究

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1、硕士学位论文主动防御空间小型飞行器制导及控制方法研究RESEARCHONGUIDANCEANDCONTROLMETHODOFACTIVEDEFENSESMALLSPACEVEHICLE马硕哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TJ765学校代码：10213国际图书分类号：623.4密级：公开工学硕士学位论文主动防御空间小型飞行器制导及控制方法研究硕士研究生：马硕导师：周荻教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：航天学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TJ765U.D.C:623.4Dissertationfort

2、heMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONGUIDANCEANDCONTROLMETHODOFACTIVEDEFENSESMALLSPACEVEHICLECandidate：MaShuoSupervisor：Prof.ZhouDiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institu

3、tion：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在未来战争中，弹道导弹有着重要的地位，随着导弹技术的提高，导弹拦截与反拦截成为导弹研究的重要方向之一。许多拦截及反拦截方法随之产生，开展突防技术、突防装置和突防战术的研究，对于提高弹道导弹武器系统的效能具有十分重要的现实意义。很多制导律都存在系统建模误差鲁棒性较差和对外部干扰敏感等不足等问题，难以在工程上实现。多模自适应估计器需要假设拦截导弹的制导律和制导参数在有限的集合中选取，受滤波器个数限制。由于PN制导律应用广泛，因此本文假设敌方拦截导弹采用该制导律，但不知道其制导参数，采用多模

4、型滤波器来进行辨识进而设计制导律。本文以主动防御飞行器的制导与控制为背景，建立了目标飞行器、拦截导弹和主动防御飞行器的相对运动模型；考虑敌方拦截导弹为比例制导规律但未知具体参数情况，针对目标飞行器和主动防御飞行器分别设计了IMM滤波器和Kalman滤波器，用于获得拦截导弹的运动信息，并设计了3种基于Supertwisting控制方法的制导律；在目标飞行器不机动和做正弦机动两种场景下，对所设计的滤波器与制导律的性能进行了MonteCarlo仿真测试与比较，并制作了三段动画演示，取得了较好效果。另外，针对主动防御飞行器姿态控制问题，采用四元数描述的姿态控制系统模型，设计了变结构姿态控制

5、律，并应用粒子群算法对该姿态控制律的参数进行寻优，寻优结果显著地减少姿态控制系统的能量消耗。关键词：主动防御；制导律辨识；滑模控制；姿态控制；粒子群寻优-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractBallisticmissileplaysanimportantroleinthefuturewar.Withtheimprovementofmissiletechnology,missileinterceptionandanti-interceptionbecomeoneoftheimportantresearchdirectionsofmissile.Manyguidancel

6、awshavesomeproblemssuchaspoorrobustnessofsystemmodelingerrorandsensitivitytoexternalinterferenceandsoon,whicharedifficulttoimplementinengineering.Themultimodeadaptiveestimatorneedstoassumethattheguidancelawandguidanceparametersoftheinterceptormissileareselectedinafiniteset,whichislimitedbythen

7、umberoffilters.DuetothewideapplicationofPNguidancelaw,thispaperassumesthattheenemyinterceptormissileadoptsthisguidancelaw,butdoesnotknowitsguidanceparameters,andusesmulti-modelfiltertoidentifyanddesigntheguidancelaw.Basedontheguidancean