大攻角空空导弹的建模与控制研究

空空导弹技术研究是各国武器装备发展的战略重点.现代空空格斗弹战斗技术性能要求其具有很高机动过载.提高机动过载的有效途径是提高最大使用攻角.导弹在大攻角飞行状态下各通道间存在严重的气动交叉耦合现象,采用常规方法设计的飞行控制系统已经无法满足要求.针对我国在大攻角导弹控制这一核心技术方面遇到的瓶颈,本项目开展大攻角导弹建模与解耦控制的前瞻性研究,目的是为导弹设计提供理论上的积累和技术上的支撑.项目在分析先进控制理论应用于导弹设计时存在问题的基础上,利用课题组在控制理论研究方面的优势,针对大攻角空空格斗弹的特点研究建模与控制问题,面向解耦控制建立混合机理和数据驱动模型,解决特征点建模存在的主要问题;基于最优控制理论发展解耦器和控制器一体化设计方法,通过无权函数的解析设计克服现有理论在应用范围、权函数选择、系统分析和设计复杂度方面存在的问题,为导弹设计提供理论上严谨而又工程上可行的先进设计方法.

空空导弹技术研究是各国武器装备发展的战略重点.现代空空格斗弹战斗技术性能要求其具有很高机动过载.提高机动过载的有效途径是提高最大使用攻角..导弹在大攻角飞行状态下各通道间存在严重的气动交叉耦合现象,采用常规方法设计的飞行控制系统已经无法满足要求.针对我国在大攻角导弹控制这一核心技术方面遇到的瓶颈,本项目开展了大攻角导弹建模与解耦控制的前瞻性研究,在分析先进控制理论应用于导弹设计时存在问题的基础上,利用课题组在控制理论研究方面的优势,针对大攻角空空格斗弹的特点建立了混合机理和数据驱动模型;基于H2最优控制理论发展了解耦器和控制器一体化设计方法,通过无权函数的解析设计克服了现有理论在应用范围、权函数选择、系统分析和设计复杂度方面存在的问题,为导弹设计提供了理论上严谨而又工程上可行的先进设计方法；围绕前向拦截问题采用变结构控制理论研究了自适应导引律问题，在三维空间内建立了导弹拦截离散化几何模型，开发了导弹拦截的三维可视化研究平台。.本项目最突出的学术成果是提出了低复杂度的解耦器和控制器一体化设计方法,通过新的解耦控制方法，采用著名的IEEE CDC Benchmark问题说明了新方法可以得到目前国际上复杂度最低的设计结果..在本项目的支撑下，项目组已在国际著名出版社出版英文专著1本,发表科研论文20篇，包括11篇SCI论文(含录用)，申报专利2项。另外有2篇论文投稿到国外刊物,目前正在提交修改复审稿。顺利完成了项目任务书预期的研究内容，并再此基础上对研究内容有进一步拓展。