导弹自寻的制导律实验报告

导弹自寻的制导律

实验报告

学生姓名： 班级学号：

专业名称： 探测制导与控制技术

南京航空航天大学自动化学院

2013年12月

一、实验目的

通过本实验加深了解导弹制导律的设计、实现，从而加深对导弹制导律的理解。

二、实验要求

1、实验准备

理论基础：学习过导弹制导与控制系统原理等相关课程。 软件基础：熟悉 Matlab 等相关软件。 2、实验要求

熟练应用Matlab 编程语言设计各种形式的制导律，不少于3 种。 三、实验原理

相对运动方程是指描述导弹、目标、制导站之间相对运动关系的方程、建立相对运动方程是导引弹道运动学分析方法的基础。相对运动方程习惯上建立在极坐标系中，其形式最简单。下面分别建立自动瞄准制导的相对运动方程。自动瞄准制导的相对运动方程实际上是描述导弹与目标之间相对运动关系的方程。

其中 r——导弹相对目标的距离。导弹命中目标时r = 0。

q——目标线与基准线之间的夹角，称目标线方位角（简称目标线角）。若从基准线逆时针转到目标线上时，则q 为正。

?、?M——分别为导弹、目标速度矢量与基准线之间的夹角，称之为导弹

弹道角和目标航向角。分别以导弹、目标所在位置为原点，若由基准线逆时针旋

转到各自的速度矢量上时，则?、?M 为正，当攻击平面为铅垂面时，?就是弹道倾角?；当攻击平面为水平面时，? 就是弹道偏?V。

? 、?M——分别为导弹、目标速度矢量与目标线之间的夹角，相应称之为导弹速度矢量前置角和目标速度矢量前置角（简称为前置角）。分别以导弹、目标为原点，若从各自的速度矢量逆时针旋转到目标线上时，则? 、?M为正。

考虑到上图所示角度间的几何关系，以及导引关系方程，就可以得到自动瞄准制导的相对运动方程组为

dr?VMcos?M?VDcos?dtdqr?VDsin??VMsin?Mdtq????q??M??M.

?1?0上面方程组中，?1?0为描述导引方法的导引关系方程（或称理想控制关系方程）。在自动瞄准制导中常见的导引方法有：追踪法、平行接近法，比例导引法等，相应的导引关系方程为

追踪法： ??0，?1???0； 平行接近法： q?q0?常数，?1=....dq=0; dt比例导引法：??Kq,?1???Kq?0。

上述方程组中； VD(t),VM(t),?M(t)(或?M(t))为已知，方程组中只含有5个未知参数：r(t)、q(t)、?M（或?M(t)）、?(t)、?(t)，因此方程组是封闭的，可以求得确定解。根据r(t)、q(t)可获得导弹相对目标的运动轨迹，称为导弹的相对弹道（即观察者在目标上所观察到的导弹运动轨迹）。若已知目标相对地面坐标系（惯性坐标系）的运动轨迹之后，则通过换算可获得导弹相对地面坐标系的运动轨迹—绝对弹道。 四、实验内容

实验主用Matlab 编程语言设计各种形式的制导律，其主要结论如下： 假设以下制导规律中均有目标速度Vm=2*Ma，导弹速度Vd=3*Ma;目标航向角 δm=0°（其中Ma=340m/s） 1、速度追踪法制导律仿真结果

制导律仿真的初始条件为：初始距离 r = 3000m ；VM = 1.5M ；VD = 3.8M (其中 M 为马赫数)； q0 = 90 , σ = 60 。仿真曲线如下：

图一 速度追踪法Q曲线 图二 速度追踪法R曲线

图三 目标视角变化率曲线

2、平行接近法仿真结果

制导律仿真的初始条件为：初始距离 r = 3000m ；VM = 1.9 M ；VD = 3.5M (其中 M 为马赫数)；η = 0 , σ = 45 。仿真曲线如下图：

图四 平行接近法R曲线 图五 平行接近法Q曲线

图六 目标视角变化率曲线 3、比例导引法仿真结果

制导律仿真的初始条件为：初始距离 r = 3000m ；VM = 1.9 M ；VD = 3.5M (其中 M 为马赫数)；η = 90 , σ = 45 。仿真结果如下图：

图七 比例导引法R曲线 图八 比例导引法Q曲线

图九 目标视角变化率曲线

五、数据分析

通过对图一到图九的分析，可以看出：

（1）自寻的制导是一种涉及导弹与目标相对运动的制导方式；

（2）平行接近法的弹道比较平直，曲率比较小是一种比较理想的导引方法； （3）采用比例导引法时，导弹的理想弹道的曲率，介于平行接近法和追踪法之间；

（4）采用速度追踪法导引时，弹道曲率最大，最后形成尾追；

（5）平行接近法和比例导引法和追踪法三种方法都可以很好的导引导弹命中目标，但各有优缺点，如果将三种导引方法结合起来使用应该可以达到很好的效果。 六、实验体会

通过本次实验，加深了我对导弹制导规律设计、实现过程的了解，加深了对导弹制导规律的理解，以及平行接近法、比例导引法和追踪法三种自寻地制导规律的适用范围及优缺点，并为今后对导弹制导规律及相关知识更深入的学习打下了坚实的基础。

五、数据分析

通过对图一到图九的分析，可以看出：

（1）自寻的制导是一种涉及导弹与目标相对运动的制导方式；

（2）平行接近法的弹道比较平直，曲率比较小是一种比较理想的导引方法； （3）采用比例导引法时，导弹的理想弹道的曲率，介于平行接近法和追踪法之间；

（4）采用速度追踪法导引时，弹道曲率最大，最后形成尾追；

（5）平行接近法和比例导引法和追踪法三种方法都可以很好的导引导弹命中目标，但各有优缺点，如果将三种导引方法结合起来使用应该可以达到很好的效果。 六、实验体会

通过本次实验，加深了我对导弹制导规律设计、实现过程的了解，加深了对导弹制导规律的理解，以及平行接近法、比例导引法和追踪法三种自寻地制导规律的适用范围及优缺点，并为今后对导弹制导规律及相关知识更深入的学习打下了坚实的基础。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/j6zf.html