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弹道导弹的惯性制导系统的原理?

发布时间:2019-06-28 06:52 来源:未知 编辑:admin

  利用惯性来控制和导引运动物体驶向目标的制导系统。这种系统通过惯性测量装置测出物体的运动参数,形成制导指令进行控制。组成惯性制导系统的设备都安装在运动物体上,工作时不依赖外界信息,也不向外辐射能量,不易受到干扰,是一种自主式的制导系统。这种系统广泛用于飞机、船舶、导弹、运载火箭和航天器的制导。

  惯性制导系统通常由惯性测量装置、计算机、控制或显示器等组成。惯性测量装置包括测量角运动参数的陀螺仪和测量平移运动加速度的加速度计。计算机对所测得的数据进行运算,获得运动物体的速度和位置。对于飞机和船舶来说,这些数据送到控制显示器显示,然后由领航员或驾驶员下达控制指令,操纵飞机、船舶航行;或由自动驾驶仪引导到达目标。航天器和导弹的计算机所发出的控制指令,则直接送到执行机构控制其姿态,或者控制发动机推力的方向、大小和作用时间,将航天器引导到规定的轨道上,将导弹引导到目标区内。

  按照惯性测量装置在运动体上的安装方式,惯性制导系统分为平台式和捷联式两类。

  ①平台式惯性制导系统测量装置装在惯性平台的台体上,平台则装在运动物体上。按所建立坐标系的不同,它又分为空间稳定平台式惯性制导系统和本地水平平台式惯性制导系统。前者的台体相对于惯性空间是稳定的,用以建立惯性坐标系。它受地球自转和重力加速度的影响,需要补偿,多用于运载火箭和航天器;后者台体上的加速度计输入轴所构成的基准平面能始终跟踪运动物体所在的水面,因此加速度计不受重力加速度的影响。这种系统多用于沿地球表面作接近等速运动的运动物体,如飞机、巡航导弹等。惯性平台能隔离运动物体角运动对测量装置的影响,因此测量装置的工作条件较好,并能直接测到所需要的运动参数,计算量小,容易补偿和修正仪表的输出,但重量和尺寸较大。

  2014-03-10展开全部导弹制导系统 (missile guidance and control system)导引和控 制导弹按选定的规律调整飞行路线并导向目标的全部装置。亦称导弹导引 和控制系统。其功能是测量、计算导弹实际飞行路线和理论飞行路线的差 别,形成制导指令,经过放大和转换,由伺服机构调整导弹的发动机推力方向或舵面偏转角,控制导弹的飞行路线,以允许的误差( 寻芯 离)靠 近或命中目标。

  导弹制导系统是在综合利用自动控制理论,航空和惯性仪表,雷达、电子计算机、激光、红外和电视等技术的基础上发展起来的。

  测量装置用以测量导弹和目标的相对位置或速度(包括角度、角速度等)。攻击活动目标时,通常用雷达或可见光、红外、激光探测器;攻击地面固定目标时,用加速度表、 勇 仪等组成惯性测量装置,也有用电视或光学等测量仪器的。

  计算装置用以将测量装置所测得的导弹和目标的位置和速度,按选定的导引规律加以计算处理,形成制导指令信号。

  执行装置用以放大制导指令信号,并通过伺服机构驱动导弹舵面偏转或调整发动机推力方向,使导弹按制导指令的要求飞行,同时对导弹姿态进行稳定,消除外界干扰对导弹飞行的影响。执行装置必须安装在导弹上。

  自主式制导系统在制导过程中不需要提供目标的直接信息,也不需要导弹以外的设备配合,能自行操纵导弹飞向目标。主要用在攻击地面固定目标的导弹上。可采用几种制导方式,但主要是惯性制导。惯性制导的优点是:不需要任何外界信息,就能自动地根据飞行时间、引力场的变化和导弹的初始状态,确定导弹瞬时的运动参数,因而不易受外界干扰。目前,大多数地地弹道导弹,都采用惯性制导。大部分地(潜)地导弹采用自主式制导系统。

  寻的制导系统其测量装置安装在导弹上,通常称导引头。能感受目标辐射或反射的无线电、热和光辐射波。根据测量到的目标和导弹的相对位置、速度等参数,在导弹上形成制导指令,操纵导弹飞向目标。其特点是制导精度较高,但制导距离不能太远。多数空空导弹和一部分地空导弹采用这种制导系统。寻的制导根据感受到目标信息的来源,可分为主动、半主动和被动式寻的等制导方式。

  遥控制导系统,由导弹外的指挥站,测定导弹和目标的相对位置,并给导弹发出制导指令,通过导弹上控制装置操纵导弹飞向目标。最常见的是无线电指令制导,其缺点是易被敌方发现和干扰。其他还有有线指令制导、无线电波束制导和激光波束制导等。遥控制导主要用于反坦克导弹、空地导弹、防空导弹、空空导弹和反弹道导弹导弹。

  复合制导系统导弹从发射到命中目标,一般分初始段、中间段、末段三个飞行阶段。导弹在飞行过程中,同一阶段或不同阶段采用两种以上制导方式的,称为复合制导系统。它是以上各种制导系统的组合。采用复合制导系统,可增大制导距离,提高制导精度和抗干扰能力。现代某些防空导弹、岸(舰)舰导弹和反弹道导弹导弹等都采用复合制导系统。

  使用弹道导弹攻击地面固定目标时,通常采用程序预定导引法。导弹发射后在主动段按一定程序拐弯,飞出大气层达到一定的速度和规定的弹道倾角时,发动机关机。此后,导弹开始被动段的自由飞行,最后进入大气层而命中目标。发动机关机时,导弹速度的大小和方向,是影响命中精度的重要参数,而制导系统的主要任务,就是使它们符合预定的要求。

  此外,还可用现代控制理论的最优控制原理,求出导弹接近目标的最优飞行路线。由于所关心的指标不同,得出的最优飞行路线也不同。

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