攝動制導

攝動制導:以小偏差理論建立關機方程和導引方程對飛行器運動軌跡進行控制的制導。又稱線性制導、程式導引法。

以小偏差理論建立關機方程和導引方程對飛行器運動軌跡進行控制的制導。又稱線性制導、程式導引法。
在太空飛行器制導中,攝動指太空飛行器繞某一天體運行時,因受別的天體或其他因素影響,其軌道產生的偏離。在飛彈制導中,攝動指飛彈質心運動參數因受多種因素影響,相對於標準彈道參數所產生的小偏差。彈道飛彈主動段有固定的飛行程式,飛行彈道是預先設計好的,飛彈落點偏差取決於飛彈質心運動參數在關機點的偏差。在小干擾情況下,飛彈關機點質心運動參數的偏差也是小偏差。通常飛彈的實際飛行彈道與標準彈道的偏離不會太大,沒有必要在整個飛行過程中不斷測量、計算飛彈的速度、位置,求出射程並與標準射程相比較,只需在發動機關機點前進行這種計算並實施相應修正即可滿足制導的要求。這樣可大大減輕對制導計算機運算速度和容量的要求。攝動制導的前提是必須保證實際彈道與標準彈道之間(特別是在主動段)的偏差很小,這樣才能使飛彈在關機點的彈道參數與標準關機參數間的偏差也很小。為此,一方面標準彈道的選取應儘可能符合實際;另一方面則要在關機前的主動段內對飛彈實施橫嚮導引和法嚮導引。
攝動制導的實質是開路制導,實現制導的主要方法有彈頭落點偏差控制制導方法、速度關機的射程控制制導方法、飛彈縱軸方向視速度關機的射程控制制導方法及滿足射程偏差為零關機的射程控制制導方法等。①彈頭落點偏差控制制導方法。射程控制器利用發射前裝定的參數,根據選定的制導方法進行射程控制,以保證飛彈射程與發射點到目標之間的距離相等。②速度關機的射程控制制導方法。利用飛行器上的測速裝置測出實時飛行速度,當該速度與標準彈道關機速度相等時,發動機關機。③飛彈縱軸方向視速度關機的射程控制制導方法。在飛彈縱軸方向上固連一加速度計,利用測得的實時加速度求得實時速度,該速度與標準彈道關機速度相等時,發動機關機。④滿足射程偏差為零關機的射程控制制導方法。根據飛彈上實時測出的軸向加速度、法向加速度和俯仰角偏差,計算出射程偏差,當該偏差為零時發動機關機。
採用攝動制導時,關機方程沒有考慮射程展開二階以上各項,制導方法誤差較大。為提高攝動制導精度,可套用二階攝動制導,即用二階攝動展開式建立關機方程和導引方程,並對飛彈質心運動軌跡進行控制。飛彈落點偏差是關機點質心運動參數偏差的函式,二者的關係可用冪級數展開式形式,取至關機點質心運動參數偏差的二階項,以建立二階攝動制導的關機方程和導引方程。二階攝動制導的前提仍是小偏差,與通常的攝動制導相比,其制導方法誤差要小得多。攝動制導方法依賴於所選擇的標準彈道,對於完成多種任務的運載火箭來講,是不方便的;攝動制導在飛彈發射之前要進行大量裝定參數的計算,限制了武器系統的機動性能和戰鬥性能。為確定攝動制導方程中的精確係數,每次發射前都要重新計算,工作量很大。由於攝動制導是在小擾動假設下進行的,所以對於大的擾動,制導精度仍會變得很低。
20世紀40年代初至50年代末,受計算機水平的限制,地地彈道飛彈和運載火箭只能採用計算方法簡單、計算工作量較小、方法誤差較大、制導精度較差的攝動制導。60年代以後,採用了在發射前進行大量運算的現代高精度攝動制導。
發布者:中國軍事百科全書編審室

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