簡(jiǎn)易制導(dǎo)炸彈導(dǎo)引律研究

摘要

制導(dǎo)炸彈是在普通航空炸彈的基礎(chǔ)上增加制導(dǎo)裝置而成的，一般沒有推進(jìn)系統(tǒng)或僅裝有小動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)。由于它具有普通炸彈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、使用方便的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又具備空地導(dǎo)彈射程遠(yuǎn)、精度高的特點(diǎn)，因此被認(rèn)為是一種廉價(jià)、高效的空地精確制導(dǎo)武器。它集中了普通航空炸彈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、效用大和空地導(dǎo)彈射程遠(yuǎn)、命中精度高的優(yōu)點(diǎn)是目前世界上裝備、使用數(shù)量最多的一種價(jià)廉高效的空地制導(dǎo)武器。

本文從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，針對(duì)制導(dǎo)炸彈工程可實(shí)現(xiàn)性，提出制導(dǎo)規(guī)律設(shè)計(jì)方案，首先建立了制導(dǎo)炸彈的相關(guān)數(shù)學(xué)模型和制導(dǎo)系統(tǒng)，并給出了炸彈目標(biāo)相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。針對(duì)導(dǎo)引律的特性研究，給出了比例導(dǎo)引和基于線性二次型的最優(yōu)導(dǎo)引律的定義，推導(dǎo)了這兩種導(dǎo)引律的表達(dá)式，并基于制導(dǎo)炸彈模型對(duì)其進(jìn)行了matlab仿真。結(jié)果表明，最優(yōu)制導(dǎo)律和比例制導(dǎo)律相比在攻擊運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)具有良好的性能，指令過載小，攻角的變化范圍小。最后用于炸彈的末制導(dǎo)過程容易導(dǎo)致很大的脫靶量的情況下，提出了復(fù)合制導(dǎo)，復(fù)合制導(dǎo)過程為：炸彈投放且與載機(jī)可靠分離后，飛行控制模式采用先定攻角滑翔后末制導(dǎo)。定攻角制導(dǎo)律相對(duì)比較簡(jiǎn)單，就是控制炸彈保持大攻角滑翔飛行，將炸彈導(dǎo)向目標(biāo)上空；而轉(zhuǎn)入末制導(dǎo)階段，采用具有末端角度約束的導(dǎo)引律將炸彈導(dǎo)向目標(biāo)。

仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文所提導(dǎo)引規(guī)律的可行性，為工程應(yīng)用提供了有益的參考。

關(guān)鍵詞:制導(dǎo)炸彈，導(dǎo)引律，比例導(dǎo)引，復(fù)合制導(dǎo)

ABSTRACT

...

KEY WORDS: Guided bombs，Guidance law，Proportional navigation，Composite Guidance

目錄   

第1章 緒論1

1.1 課題的背景和意義1

1.2 制導(dǎo)律的發(fā)展現(xiàn)狀2

1.3 本文結(jié)構(gòu)安排5

第2章 簡(jiǎn)易制導(dǎo)炸彈的相關(guān)數(shù)學(xué)模型和制導(dǎo)系統(tǒng)6

2.1 制導(dǎo)炸彈飛行力學(xué)特性6

2.1.1 常用坐標(biāo)系6

2.1.2 坐標(biāo)系的關(guān)系及轉(zhuǎn)換7

2.2 制導(dǎo)炸彈的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程9

2.3 相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系10

2.3.1 三維空間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系10

2.3.2 二維平面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系15

2.4 制導(dǎo)炸彈制導(dǎo)系統(tǒng)16

2.4.1 制導(dǎo)系統(tǒng)功能16

2.4.2 自動(dòng)駕駛儀18

2.4.3 制導(dǎo)炸彈工作過程19

2.5 小結(jié)20

第3章 導(dǎo)引規(guī)律特性研究21

3.1 引言21

3.2 比例導(dǎo)引律22

3.2.1 比例導(dǎo)引定義及特性22

3.2.2 比例導(dǎo)引的特點(diǎn)23

3.3 最優(yōu)導(dǎo)引律的推導(dǎo)24

3.4 彈道仿真分析31

3.5 小結(jié)37

第4章 導(dǎo)引律設(shè)計(jì)38

4.1 引言38

4.2 全彈道導(dǎo)引律38

4.3 全彈道仿真39

4.4 小結(jié)42

第5章 結(jié)束語43

5.1 總結(jié)43

5.2 工作展望43

致謝44

參考文獻(xiàn)45

畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)48