标准-2导弹武器系统建模与仿真

论文摘要

随着科学的发展和技术的进步,各种性能优越的防空导弹应运而生。作为美国导弹防御系统的一部分,标准-2 BLOCK IVA导弹成为美国海上防空的关键力量之一。为了适应新的形势和考核导弹武器的突防性能,有必要对标准-2 BLOCK IVA导弹系统建模与仿真进行了深入的研究。本文在适当简化及假设的基础上,建立了标准-2导弹和目标的数学模型,对标准-2导弹和多种运动特性的单个目标进行了攻防对抗仿真。由于涉及到垂直发射的相关问题,引入了四元数建立导弹发射段的数学模型,避免了方程的奇异性。在发射段和制导段分别建立了导弹的控制模型。其中,发射段采用程序转弯,设计了指令控制方程;中末制导段的自动驾驶仪设计采用了三通道独立设计并引入协调支路的方法。进行了标准-2导弹推进系统的估算,外形参数的调研和估算,气动参数的计算。在上述工作的基础上,对标准-2导弹拦截平飞目标和俯冲目标进行了仿真,其中拦截平飞目标的仿真包括:目标导弹以不同速度突防时的拦截仿真、目标导弹以不同高度突防时的拦截仿真和目标导弹以蛇形机动突防时的拦截仿真。拦截俯冲目标的仿真包括目标导弹以不同速度突防时的拦截仿真和目标导弹以不同高度突防时的拦截仿真。最后,分析了标准-2导弹在不同高度下和不同目标飞行速度下,导弹杀伤概率的变化情况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 标准-2 导弹系统简介
• 1.2.1 标准-2 导弹的发展概况
• 1.2.2 宙斯盾系统简介
• 1.3 BTT导弹控制技术简介
• 1.3.1 BTT控制的分类
• 1.3.2 BTT控制技术的特点与优势
• 1.3.3 BTT控制技术需解决的一些问题
• 1.4 垂直发射技术简介
• 1.5 推力矢量简介
• 1.6 本文的主要内容
• 第2章 导弹数学模型
• 2.1 坐标系的定义及转换
• 2.1.1 坐标系的定义
• 2.1.2 坐标系间的转换
• 2.2 标准-2 导弹动力学与运动学模型
• 2.2.1 动力学方程
• 2.2.2 运动学方程
• 2.2.3 质量变化方程
• 2.2.4 几何关系方程
• 2.3 垂直发射段的数学模型
• 2.3.1 用四元数表示的运动学方程
• 2.3.2 用四元数表示导弹姿态角
• 2.3.3 四元数初值的确定
• 2.4 目标导弹数学模型
• 2.4.1 防空作战对象分析
• 2.4.2 防空作战对象
• 2.4.3 目标特性分析
• 2.4.4 目标导弹数学模型
• 2.5 本章小结
• 第3章 标准-2 导弹制导控制系统模型
• 3.1 标准-2 导弹的导引系统
• 3.1.1 制导规律
• 3.1.2 BTT导弹导引信号的生成
• 3.2 标准-2 导弹的控制系统
• 3.2.1 垂直发射段的控制系统
• 3.2.2 中末制导段的控制系统
• 3.3 本章小结
• 第4章 标准-2 导弹参数估算
• 4.1 标准-2 导弹推进系统估算
• 4.2 标准-2 导弹气动外形估算
• 4.2.1 气动布局分析
• 4.2.2 外形参数估算
• 4.2.3 标准-2 导弹气动参数估算
• 4.3 本章小结
• 第5章 标准-2 导弹攻防对抗仿真
• 5.1 标准-2 导弹拦截平飞目标仿真
• 5.1.1 标准-2 导弹飞行性能仿真（拦截平飞目标）
• 5.1.2 目标导弹以不同速度突防时的仿真
• 5.1.3 目标导弹以不同高度突防时的拦截仿真
• 5.1.4 目标导弹以蛇形机动突防时的拦截仿真
• 5.2 标准-2 导弹拦截俯冲目标仿真
• 5.2.1 目标导弹以不同速度突防时的拦截仿真
• 5.2.2 目标导弹以不同高度突防时的拦截仿真
• 5.3 标准-2 导弹单发杀伤概率
• 5.3.1 单发杀伤概率
• 5.3.2 仿真结果及分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历