论文摘要：基于协同编队飞行和航迹规划的 导弹制导律研究

航迹规划、编队队形保持、队形拆分与重构都属于多导弹协同作战的关键技术。本论文基于国内外多弹协同作战方案，研究考虑突防进入方位角与航程的导弹航迹规划问题，和多导弹编队的队形控制、及遇山体和敌方火力密集点情形时的队形拆分与重构问题，分别设计了航迹规划与编队队形控制算法，并对其进行了仿真验证。首先，研究建立导弹制导模型所需的相应坐标系。详细研究了各坐标系之间的角度关系，并分析了导弹在垂直平面及水平平面内的飞行情况及运动方程。其次，研究了一种最小威胁曲面相关的航迹规划方法，基于该方法，采用结合粒子群优化算法与模拟退火算法优势的混合粒子群优化算法，分别进行了离线与在线的航迹规划。该算法通过引入最小威胁曲面的概念生成三维航迹搜索空间，根据投影唯一性，转化为XOY平面内二维航迹的搜索，从而原来的规划问题简化为在一个一元函数多项式系数空间中的搜索寻优。采用混合粒子群搜索算法，求解出二维次优航迹，反推出三维航迹。研究表明混合粒子群优化算法不仅可以避免粒子群优化算法陷入局部最优，而且能快速有效地完成离线、在线规划任务，获得理想的三维航迹。仿真结果验证了该算法的有效性。第三，通过研究领弹和跟随弹的三维相对位置关系，并结合编队距离保持不变的控制目的设计了编队队形控制算法。该算法能够使领弹在机动的情况下，跟随弹仍能与其保持相对距离不变，且跟随弹的速度、弹道倾角和弹道偏角三者的变化都控制在很小的范围之内，同时，该控制律能够使导弹在遇到新障碍时进行队形拆分和避障后进行队形重构。仿真表明，该制导算法能较好地控制领弹和跟随弹以预定的距离编队飞行。