无人机对地攻击中导弹制导与控制一体化研究

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近年来,采用无人机执行对地攻击任务受到世界军事强国的广泛重视,在攻击中通常采用空地导弹等精确制导武器,而导弹的制导与控制系统又是实现精确制导的关键。因此本文对以无人机为平台执行对地攻击任务中导弹的制导与控制关键技术进行了研究。主要从无人机综合火力/飞行控制系统、导弹末制导律、导弹飞行控制系统、导弹制导与控制一体化系统以及三维视景仿真等几个方面展开了研究。第一部分研究了无人机的综合火力/飞行控制系统。在火控解算的基础上,采用模糊神经网络设计了智能火力/飞行耦合器,并设计了MATLAB仿真程序,仿真结果证明了系统的有效性。第二部分研究了导弹的末制导律。对于带落角约束的末制导问题,在建立三维制导模型的基础上,设计了抑制抖振的三维平滑变结构制导律;为了抵抗未知干扰的影响,提出了一种基于模糊神经网络的三维滑模制导律。仿真结果验证了制导律的有效性和鲁棒性。第三部分研究了导弹的飞行控制系统。首先在导弹六自由度数学模型的基础上,得到了基于时标分离的仿射非线性模型,并设计了全程滑模控制律;然后考虑到未知干扰的影响,设计了基于RBF神经网络的全程滑模控制律。仿真结果说明了控制律能有效的跟踪输入指令,鲁棒性良好。第四部分研究了导弹的制导与控制一体化系统。首先结合导弹的控制模型和制导模型得到了制导与控制一体化模型,该模型考虑了系统的复合干扰,是严格反馈的级联形式;然后通过回馈递推方法,设计了基于自适应滑模的一体化控制器;最后采用RBF神经网络对复合干扰进行在线估计,设计了基于自适应神经网络的滑模一体化控制器。通过仿真显示所设计的一体化控制器的法向过载较小,对干扰具有鲁棒性。第五部分研究了无人机对地攻击的三维视景仿真。简要介绍了仿真软件MultiGen Creator和Vega,并进行了三维视景仿真系统的设计,最后进行了仿真演示,生动的展现了无人机对地攻击的全过程。
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