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导引头角跟踪系统前置滤波控制方法

2021-12-13明宝印聂光戌

哈尔滨工业大学学报 2021年12期

许 瑞,方 斌,明宝印,聂光戌,徐 洋

(1.空军工程大学 航空工程学院,西安 710038; 2.空军装备研究院,北京 100076;3.中国空气动力研究与发展中心,四川 绵阳 621000)

导引头角跟踪系统是制导系统的关键组成部分,为准确测量弹目相对运动关系,导引头需在速度、距离、角度3个维度上完成对目标的稳定跟踪,而角度跟踪则是在速度、距离跟踪回路闭合后,提取惯性视线角速度信息,形成导弹控制指令的重要环节,其跟踪误差大小对导弹末制导精度起决定性影响[1-2]。

目前,导引头实现角跟踪过程主要采取基于速率陀螺反馈的模拟式伺服控制方法,该方法原理简洁且易于直接输出视线角速度信息,但作为一阶无静差系统,无法实现对机动目标的持续稳定跟踪[2-4]。随着现代空中威胁向着高隐身、宽速域、大机动趋势发展,传统跟踪方式已经难以适应高精度制导武器发展需求,亟待完善改进。

针对上述问题,文献[5]依托目标信息滤波,引入“当前”机动模型修正跟踪回路;文献[6]推导了修正球坐标下的系统状态方程,实现了从视线角序列中提取角速度信息,但没有考虑跟踪控制;文献[7-8]提出通过增加带宽来改善伺服系统角跟踪精度,同时引入了更多随机噪声,不利于导引头保持抗干扰性能;文献[9]采用预设性能控制方法,针对弹体干扰和摩擦力矩影响跟踪系统动态响应情况,设计了导引头控制器,然而缺少弹目真实对抗环境下的跟踪性能评估;文献[10]在笛卡尔坐标系内建立了跟踪系统方程,使用EKF滤波估计目标运动位置,并控制雷达波束指向目标;……

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