一种新型高超音速导弹的控制模式研究

高超音速导弹的质量矩控制是通过移动导弹内部滑动质量块的位置,使整个导弹的质量中心产生偏移,并利用气动力相对于质心的力矩改变导弹的飞行姿态和攻角,最终实现导弹机动控制的一种控制方式。以弹头为例,在推导出质量矩弹头的动力学方程基础上,通过分析其方程组的特点并结合弹头再入过程中的气动、速度等参数变化规律,给出了质量矩弹头再入过程中宜采用的控制模式,为其控制律的设计提供了必要的理论参考。     

质量矩控制技术的机理分析及方程简化研究

针对质量矩控制技术的动力学问题,提出了质量矩控制导弹的动力学模型,通过对导弹各参数的理论和数值计算分析,对影响导弹快速响应的主要因素在不同的条件下进行研究,分析了质量矩控制方法迅速改变弹体姿态的能力;在自旋速度满足一定的条件下通过对模型参数的摄动分析,得到质量矩控制导弹的简化动力学模型,仿真分析表明该模型是非线性控制系统分析、设计的基础。     

弹头飞行空间碎片碰撞概率建模与仿真

针对弹头飞行空间环境的日益恶化,建立了弹头与空间碎片碰撞概率的仿真模型。在分析空间碎片分布特征的基础上,根据建模需要描述了其数学运动规律,然后结合被动段弹道参数特点,推导建立了碰撞概率的数学模型。该仿真模型可以有效地计算出弹头在不同碎片密度环境下飞行的碰撞概率,并拟合出碎片密度与碰撞概率之间的关系曲线图。通过仿真计算证明了该模型的有效性,所得到的一些重要结论可为导弹武器的研制者和使用者提供一些借鉴。     

一类新型飞行器复合控制研究

首次推导了基于质量控制和推力矢量控制的一类无尾无舵翼碟形飞行器的空间六自由度运动动力学方程。以纵向运动为例，对模型进行了合理的简化，进行了稳定性分析和控制器设计，给出了不同控制的仿真曲线。最后进行了飞行仿真研究，给出了六自由度飞行轨迹仿真曲线，证明了控制器设计的有效性，为深入探讨质量，推力矢量复合控制奠定了基础。     

六自由度导弹制导系统的建模与仿真研究

战术导弹最优制导规律研究是提高导弹制导性能及精度的关键技术之一,需要进行理论研究和大量的仿真计算,以确定最优制导规律和控制系统参数。本文反导弹的空间运动状态用六自由度数学模型来描述,建立了六自由度的导弹运动模型、目标运动模型和相对运动模型等。研究出了进行战术导弹制导系统研究的六自由度仿真软件包,共由十多个模块组成。文中介绍了仿真软件的设计思想和程序结构。应用本仿真软件包可进行战术导弹制导规律专题研     

弹道导弹六自由度仿真决策系统设计与研制

简要介绍了第二炮兵工程学院近十余年来在弹道导弹仿真系统开发、研制和应用方面的基本情况。重点介绍了弹道导弹六自由度一体化建模的理论和方法、分布式并行仿真计算机系统设计与研制、复杂连续系统仿真程序自动并行化系统的设计与实现，以及六自由度一体化建模与仿真在导弹全生命周期中的应用。     

基于随机变结构控制理论的再入弹头制导律

建立了机动再入弹头随机数学模型,根据攻击目标的要求选择合理的滑模变结构开关面.利用随机变结构控制理论,并结合再入弹头的运动学与动力学方程,获得再入弹头的变结构制导律,并证明了滑动模态的可选性和击中目标时刻满足要求的终端条件.通过计算机仿真验证了所推导的制导律的正确性及对干扰和系统参数误差的鲁棒性.上述变结构控制算法对再入机动弹头制导系统的设计具有一定的应有参考价值.     

立方体卫星质量矩姿态控制建模与布局优化

针对使用固体火箭发动机进行立方体卫星快速变轨机动过程中存在的姿态翻转问题,创新性地提出应用质量矩控制技术实现其姿态稳定。首先推导了完整的八自由度动力学模型,并深入分析了质量矩控制机理;然后利用仿真手段对质量块移动产生的附加扰动力矩以及系统耦合进行了研究,并指导了执行机构的布局优化设计;最后提出的双对称执行机构保证了附加扰动小的同时还大幅降低了通道间耦合。仿真表明该系统具有良好的操纵性。     

H∞控制在跟踪优化弹道自动驾驶仪设计中应用

应用H∞ 控制理论设计自动驾驶仪 ,其目的是使导弹能够稳定、准确地跟踪已形成的标称优化弹道 ,在导弹拦截目标的过程中沿着优化弹道命中目标。介绍了H∞ 控制理论及在具体设计中的方法 ,以某导弹为研究背景 ,基于标称优化弹道的特征点 ,用该理论和方法设计自动驾驶仪 ,并用六自由度数字仿真验证了设计的正确性和实用性。     

潜空导弹运载器水下弹道仿真研究

在建立适合于运载器六自由度运动的数学模型的基础上,建立了光纤对运载器作用力的数学模型,然后对潜空导弹运载器的水下弹道进行了仿真研究.结果表明运载器运动稳定,控制规律合理.     

拦截弹单发杀伤概率仿真计算研究

首先分析了单发导弹杀伤概率计算模型，然后分别介绍了制导误兰分布概率、引信启动区分布概率、引信启动概率、战斗部条件杀伤概率的计算模型，给出了积分区间的确定方法，最后针对一个具体的实例进行了仿真计算，并对仿真结果进行了分析。     

小型侵爆战斗部毁伤多层靶板威力分析与仿真

通过分析弹靶结构,优选可靠的分析方法,对小型半穿甲侵爆战斗部毁伤多层靶板目标的威力进行了理论计算,并利用AUTODYN-2D计算软件,建立了最优化数学模型,对侵彻与爆炸成坑过程进行了分段数值仿真,并与相关实弹数据进行比较,各组数据均显示该种结构的侵爆战斗部在特定弹目交汇条件下,弹体强度满足要求不会产生明显变形,峰值过载不超过装药应力安全限,而且爆破中心位置理想,毁伤效果满足战术指标要求,仿真结果具有较高的可信度,可为同类战斗部的方案设计提供参考。     

基于蒙特卡罗仿真的战斗部参数优化设计

建立了基于蒙特卡罗仿真方法的战斗部毁伤效率评估模型,提出了将蒙特卡罗仿真结果下的毁伤概率最大作为战斗部威力设计原则,通过对各种设计参数取不同值时毁伤概率大小的对比,得到了各参数的最优值或最优取值范围。针对某特定雷达目标,应用此方法对战斗部参数进行优化,成功实现杀伤爆破战斗部的威力设计。     

动量轮控制弹头姿态控制系统设计

提出了一种以动量轮为执行机构的具有中性静稳定气动布局的再入弹头姿态控制新方案。基于动量矩交换原理和中性静稳定概念分析了新方案的可行性,并推导了具有这种新型执行机构的弹头的姿态动力学方程。利用反馈线性化方法,将姿态动力学方程线性化并解耦成俯仰、偏航和滚转三个方向上的单输入单输出系统,然后运用滑模变构控制理论设计各通道的控制器。对姿态控制系统的数值仿真结果表明,所设设计的控制器能实现高精度的姿态机动和姿态稳定,现有动量轮技术指标即可满足滚动通道的姿态稳定。     

战斗部与HTK允许脱靶量的仿真分析

通过建立战斗部和直接碰撞杀伤方式命中目标的允许脱靶量模型,针对空中目标尺寸、速度、机动等特性的变化进行了仿真计算和比较分析。结果表明在不同具体情况下,战斗部和HTK拦截各有优劣;但从普遍意义上看,HTK方式对特性变化目标和不同类型目标具有更好的通用性,对高性能目标也具有更好的适用性。     

子母战斗部系统仿真平台设计与实现

采用模块化软件设计思想,利用Visual C++基于windows系统开发了子母战斗部多种模型算法模块、数据库模块、可视化界面模块,建立了一种具有通用性和易扩展性的子母战斗部系统仿真平台。在该平台上对某子母战斗部系统进行了仿真研究,仿真结果表明该仿真平台性能可靠、结果可信度较高。子母战斗部系统仿真平台的建立,为子母战斗部系统的研制、开发提供了数字化平台,具有广泛的应用前景。     

空空导弹引战配合特性的数学仿真

在建立空空导弹引战配合数学模型的基础上，应用Matlab语言对某型空空导弹引战配合的有效起爆区，实际起爆区及其重合区进行数学仿真，给出了仿真结果并对仿真的结果进行分析，进而提出影响引战配合特性的基本因素，以及提高引战配合特性的有效技术途径。     

集束式战斗部空投试验仿真技术研究

阐述了集束式战斗部试验计算机仿真技术的重要性，介绍了集束式战斗部空投打靶试验的数学模型，提出了计算机仿真建模的过程，得到了三维参数仿真模型，建立了集束式战斗部打靶试验计算机仿真系统，对打靶试验过程进行了计算机仿真模拟，得到了相应的试验仿真结果数据，并对结果数据进行了分析处理和推断。     

末端修正子母弹对面目标的射击效能评估

作为射击精度评估的常用指标,无论是圆概率偏差,还是命中概率都没有涉及面目标的功能结构的重要度,而命中重要程度不同的区域,其射击效能是不同的。针对末修子母弹打击面目标时射击效能的评价问题,在通过数值模拟法产生末修子母弹的落点散布,以及利用毁伤树分析方法对面目标进行功能区域划分的基础上,利用Monte-Carlo仿真方法计算了子母弹对各功能区域的命中概率Pi,并定义了基于区域结构及重要度的射击命中度和毁伤概率,从而综合评估了整体的射击效能。最后通过仿真算例说明了该方法的合理性,并利用均匀设计法定量分析了末修子母弹的性能参数对射击效能的影响。