制导原理考试部分试题

以下内容是对讲义内容的摘录，仅供参考，由于水平有限，错误之处在所难免。一．概念解析1.导弹制导采用某种手段确定载体与目标的相对位置，按照一定的导引规律对导弹实施导引、控制导弹的飞行，使之能够准确地命中目标的过程。2.机动性、过载、需用过载、法向过载、可用过载、极限过载机动性，是指导弹在单位时间内改变飞行速度大小和方向的能力。过载n，是指作用在导弹上除重力之外的所有外力的合力N(控制力)与导弹重力G的比值NnG需用过载是指导弹按给定的弹道飞行时所需要的法向过载，用Rn表示。法向过载是过载矢量在速度法线方向的投影，用2yn表示。当操纵面的偏转角为最大时，导弹所能产生的法向过载称为可用过载pn。攻角或侧滑角达到临界值时的法向过载称为极限过载Ln。3.相对弹道、绝对弹道导弹相对于目标的运动轨迹，则称为相对弹道。导弹相对地面坐标系的运动轨迹，称为绝对弹道。4.最优导引最优导引律是考虑导弹--目标的动力学问题，并考虑起点或终点的约束条件或其他约束条件，根据给出的性能指标(泛函)寻求最优导引律的方式。5.雷达波束制导、指令制导雷达波束制导：由制导站发出雷达导引波束，导弹在导引波束中飞行，由弹上制导系统感受其在波束中的位置并形成导引指令，最终将导弹引向目标的制导方式。利用雷达跟踪目标、导弹，测定目标、导弹的运动参数的指令制导系统，称为雷达指令制导系统。6.空间扭角坐标系cccOxyz并不同111Oxyz相重合，两者之间存在着欧拉角，此角称之为坐标系的空间扭角。二．简答1.导弹制导系统组成，各部分功能制导系统分为导引系统和控制系统两部分，包括探测系统，制导指令形成，到操纵导弹飞行的所有设备。探测装置对目标和导弹运动信息的测量，可以用不同类型的装置予以实现。控制系统直接操纵导弹，迅速而准确地执行导引指令，控制导弹飞向目标，保证导弹在每一飞行段的稳定飞行。2.制导系统基本类型、区别、特点制导系统包括导引系统和控制系统两部分，各类导弹的控制系统都在弹上，而导引系统的设备可能全部在弹上，或在制导站，或主要设备放在制导站。制导系统可分为非自主制导与自主制导两大类。非自主制导包括自动导引（自寻的制导）、遥控制导、天文制导与地图匹配制导等。自主制导包括方案制导与惯性制导等。为提高制导性能，将几种制导方式组合起来使用，称为复合制导系统。特点：自寻的制导系统利用目标辐射或反射的能量制导导弹去攻击目标。遥控制导系统，采用相对坐标体制，测量精度高，制导误差小。波束制导导引指令则由在波束中飞行的导弹感受其在波束中的位置偏差来形成。遥控制导设备分布在弹上和制导站上。天文导航根据导弹、地球、星体三者之间的运动关系，来确定导弹的运动参量。地图匹配制导利用弹上存储地形信息，与导弹传感器测出的地形匹配对比，确定出导弹偏差，形成制导指令，将导弹引向预定区域或目标。方案制导是实现拟定飞行计划的制导方式。惯性制导利用弹上惯性元件，测量相对运动参数，形成控制信号，导引飞行任务。复合制导将多种制导方式组合在不同的飞行阶段使用，能满足较高的制导要求。3.自寻的种类、特点根据导弹所利用能量的能源所在位置的不同，自寻的制导系统可分成主动式、半主动式和被动式三种。主动式：照射目标的能源在导弹上，对目标辐射能量，同时有导引头接收目标反射回来的能量的寻的制导方式，受弹上设备的体积和重量限制，系统作用的距离一般不是太远。半主动式：照射目标的能源不在导弹上，弹上只有接收装置，能量发射装置设在导弹以外的制导站或其他位置，作用距离比主动式要大。被动式：以目标为辐射源，无发射装置，由弹上导引头直接感受目标辐射的能量，以目标的特定物理特性为跟踪的信息源，系统的作用距离不大。4.按导引指令的形成位置不同，遥控制导系统分类，各自的特点遥控制导是指在制导站向导弹发出导引信息，将导弹引向目标的制导技术。遥控制导分两类，一类是遥控指令制导，另一类是遥控驾束制导。遥控指令制导是指从制导站向导弹发出导引指令信号，送给弹上控制系统，把导弹引向目标的一种遥控制导方式。制导设备分为制导站导引设备和弹上控制设备两部分。制导站设备有目标、导弹观测跟踪装置，指令形成装置，指令发射装置等。弹上设备包括指令接收装置，弹上控制系统。遥控驾束制导是，由制导站发出导引波束，导弹在导引波束中飞行，由弹上制导系统感受其在波束中的位置并形成导引指令，最终将导弹引向目标的制导方式。在遥控驾束制导过程中，导弹的飞行偏差也就是导弹相对于波束等强信号线的偏差，偏差信号是根据导弹偏离等强信号线的角度形成的。导弹偏离等强信号线的方向是参照基准信号来确定的。5.动态误差如何形成，补偿方法？攻击机动目标的导弹的理想弹道曲率较大，当导弹沿曲线弹道飞行时，由控制系统产生的法向控制力不能满足所需法向加速度的要求，从而使导弹离开理想弹道，形成动态误差。对动态误差，通常采用的补偿方法有两种，即制导回路中引入局部补偿回路的方法及由制导回路外加入给定规律的补偿信号的方法。三．论述1.遥控指令中微积分校正的表达式微分校正在指令制导回路中一般串联如下微分校正环节：1211TsTs其中1T为微分校正环节的放大系数，2T为时间常数。一般情况12TT，则误差信号h，h，经校正环节后，输出信号近似为..11,hThhTh在制导回路中串联微分校正环节之后，制导系统的频带加宽，将使导引起伏误差增大，为使导弹稳定飞行，消除干扰的影响，可以引入积分校正环节。综合上述几种信号，最后得到的俯仰和偏航两个方向的导引指令信号为31243124111111DGDTsTskhhhhTsTsTsTskhhhTsTs2.追踪法、平行接近法、三点法、前置量法的导引关系式，优缺点。追踪法导引关系方程为0导弹速度矢量的前置角，平行接近法导引关系式(即理想操纵关系式)为0dqdt或0q-q0q目标视线方位角三点法导引关系方程为T前置量法导引关系方程为T追踪法是最早提出的一种导引方法，技术上实现追踪法导引是比较简单的。但这种导引方法的弹道特性存在着严重的缺点。因为导弹的绝对速度始终指向目标，相对速度总是落后于目标视线，不管从哪个方向发射，导弹总是要绕到目标的后面去命中目标，这样导致导弹的弹道较弯曲(特别在命中点附近)，需用法向过载较大，要求导弹要有很高的机动性。由于受到可用法向过载的限制，导弹不能实现全向攻击。同时，考虑到追踪法导引命中点的法向过载，速度比受到严格的限制，12p。因此，追踪法目前应用很少。与其他导引方法相比，用平行接近法导引的弹道最为平直，还可实行全向攻击。但是，这种导引方法对制导系统提出了严格的要求，使制导系统复杂化。它要求制导系统在每一瞬时都要精确地测量目标及导弹的速度和前置角，并严格保持平行接近法的导引关系。而实际上，由于发射偏差或干扰的存在，不可能绝对保证导弹的相对速度rV始终指向目标，因此，平行接近法很难实现。三点法最显著的优点就是技术实施简单，抗干扰性能好。但它也存在明显的缺点：(1).弹道比较弯曲。(2).动态误差难以补偿。(3).弹道下沉现象。按前置量法导引时，导弹在命中点的法向过载仍受目标机动的影响，因为目标机动参数.TV，.T不易测量，难以形成补偿信号来修正弹道，从而引起动态误差，特别是.T的影响较大。同样的机动动作，即同样的.T，.TV值，对导弹命中点的转弯速率的影响在三点法和前置量法中刚好相反。