北航新闻网4月18日电(通讯员 任鹏程)导弹制导技术是现代军事科技的重要组成部分,其末制导律的设计对于提高导弹的命中精度和突防能力具有关键作用。然而,随着目标防御系统的不断升级,传统的制导技术已难以满足复杂的作战需求。近日,我校胡庆雷教授团队在《航空学报》杂志上发表了一篇题为“相对距离剖面高阶重塑的多约束末制导律”的论文,提出了一种创新的多约束末制导律设计方法,为导弹制导技术的发展提供了新的思路。
在现代战争中,导弹不仅要具备高精度的打击能力,还需要能够在复杂的电磁环境和目标防御系统下实现突防。传统的制导技术,如比例导引律,虽然在一定程度上满足了基本的制导需求,但在面对诸如碰撞角度约束、碰撞时间约束以及导引头视场角受限等多约束条件时,其性能往往受到限制。因此,研究一种能够同时满足多种约束条件的末制导律,成为提升导弹作战效能的关键。

图1 通用2维制导模型
研究团队针对导弹导引头视场角受限情况下的碰撞角度约束或碰撞时间约束末制导问题,提出了一种基于相对距离剖面高阶重塑的多约束末制导律设计方法。该方法首先构建了仅含视场角的辅助变量,并设计了参考弹目相对距离剖面为该辅助变量的高阶多项式。通过利用制导初始和终端边界条件求解部分剖面参数,并对辅助变量转化方程进行终端约束积分,得到了待解参数的表达形式。

图2 ITCG制导律仿真结果
基于模型转化,研究团队分别给出了参考剖面驱动的碰撞角度约束制导律和碰撞时间约束制导律。同时,为了保证导引头视场角连续衰减特性,给出了剖面参数满足条件,并基于此推理了碰撞角度约束和碰撞时间约束可达域的显式表征形式。
通过多种工况下的数值仿真对比分析,以及蒙特卡洛打靶仿真测试,研究团队验证了所设计制导律的有效性和鲁棒性。实验结果表明,该制导律不仅具有更宽的约束可达域,而且方便设计/工程人员选取和分析任意阶次重塑剖面下的制导特性。此外,针对不确定或扰动下理想剖面重塑过程存在的剖面偏差问题,对制导律进行了剖面跟踪偏差补偿与鲁棒修正,从而提升了复杂工况下的多约束制导精度。

图3 鲁棒特性提升的IACG制导律蒙特卡洛仿真结果
该研究成果不仅为导弹制导技术的发展提供了新的思路,也为未来在更复杂的约束条件下实现精确制导奠定了理论基础。随着相关技术的不断发展,我们有理由相信,导弹制导技术将在军事领域发挥越来越重要的作用。研究团队表示,未来将进一步拓展该方法到更多约束以及三维空间内的鲁棒解析制导问题,设计具有广义剖面的三维多约束解析制导方法,以满足日益增长的军事需求。
文章链接:https://hkxb.buaa.edu.cn/CN/10.7527/S1000-6893.2024.31405
(审核:王少萍)
编辑:贾爱平