高空气动特性对远程弹箭弹道的影响研究

为了考察远程弹箭高空条件下的弹道特性,推导了远程火箭在高空稀薄气体中的阻力系数表达式,对阻力系数在稀薄大气中随马赫数与攻角的变化进行了计算分析。提出在高空弹道计算中应考虑稀薄大气的影响,把整个弹道分成稠密段、过渡段和稀薄段三部分,全弹道的阻力系数与各段对应使用。仿真结果表明,稀薄气体中的阻力系数比稠密大气中的大,采用复合阻力系数进行弹道计算比完全采用稠密大气中的阻力系数计算更符合实际。     

单通道鸭舵控制对弹药攻角影响的仿真分析

单通道鸭舵控制是弹药智能化的一种重要控制方式.分析了新增鸭舵对弹体产生的力和力矩,建立了基于一对鸭舵控制的有控外弹道模型,推导了鸭舵控制力矩对弹棒攻角的控制方程,研究了两种常用的舵机控制波形对弹体攻角的影响.经仿真对比表明,采用两状态控制波形和三状态的控制波形对弹体的周期平均效果相似,但两状态控制较三状态控制引起的弹丸攻角的摆动幅度更大,震荡过渡时间更长.此结论对于有控弹药控制方案设计提供一定参考.     

基于自抗扰与模糊逻辑的大攻角控制系统设计

针对直接力/气动力复合控制空空导弹的敏捷转弯问题,提出了一种基于自抗扰控制技术与模糊逻辑的自动驾驶仪设计方法。将导弹俯仰通道分解为攻角控制回路与俯仰角速度控制回路,使用自抗扰控制方法分别设计控制器,并将其串联组成完整控制回路。由攻角指令得到虚拟控制量,然后通过模糊逻辑将虚拟控制量分配给气动舵与直接力喷流装置。最后使用模糊控制方法对自抗扰控制器的反馈增益进行在线调整。仿真结果表明,所提出的控制方案对大攻角指令有良好的跟踪效果,适用于空空导弹的大攻角敏捷转弯控制。     

旋转弹弹道修正引信修正能力仿真研究

首先分析了舵修正引信可行性,之后通过舵修正时全弹受力分析,给出了合并舵后对应的全弹受力表达式.在研究舵工作时弹丸攻角方程的基础上,推导出舵工作时动力平衡攻角的表达式,结合该表达式和修正力分析,提出了修正力计算公式.并对某旋转稳定弹修正力能力进行了计算仿真,结果表明所选用的舵修正某弹,修正能力足够.     

旋转导弹横向喷流/外流干扰的数值模拟研究

对喷流/外流干扰流动机制及其引起的气动特性的变化研究是采用横向喷流控制技术中控制系统设计的重要环节.旋转弹喷流干扰力放大因子受到的旋转影响不可忽视.采用CFD技术对带有两股前后布置的横向喷流旋转弹干扰流场进行了数值模拟.分析了旋转、喷流流场及不同转速下的力放大因子,结果表明,在正攻角时,力放大因子随转速增大而增大,负攻角时随转速增大而减小.     

非常规炮弹阻力系数与攻角辨识方法研究

提出了利用韦布尔雷达测量的速度及弹道参数来辨识非常规弹丸飞行的阻力系数和攻角的方法。采用多段样条方法提取阻力系数,可以保证阻力曲线的一阶连续性,且能准确地辨识出从亚音速到超音速下的阻力系数。将辨识得到的阻力系数与吹风得到的阻力系数进行对比,从而验证了该方法的正确性。根据建立的弹丸飞行运动学方程,推导出攻角与弹丸物理参数、气动力参数及飞行参数的关系,并根据雷达测试数据辨识了弹丸飞行的不同阶段攻角随时间的变化规律。结果表明利用雷达数据对非常规弹丸飞行的阻力系数与攻角进行辨识的方法是可行的。     

大气层内拦截弹采样系统H∞混合灵敏度设计

研究采用姿控式直接侧向力/气动力复合控制方式的大气层内拦截弹的过载跟踪控制器设计问题.舵系统和导弹运动都可以视作连续量,由脉冲发动机提供的直接侧向力可以视作离散控制量,因此基于混合控制的概念,当舵系统的控制器设计完毕后,整个系统就可以视作采样控制系统,从而可以采用采样系统的方法进行系统分析和设计.采用采样系统的H_∞混合灵敏度方法设计直接侧向力的离散控制器,以快速建立攻角来跟踪过载指令.数值仿真验证了设计方法的有效性.     

钢靶运动对弹丸侵彻效应影响的仿真研究

为了研究靶板侧向运动对弹丸正侵彻效应的影响,运用ANSYS/LS-DYNA模拟在不同攻角条件下弹丸对不同运动速度靶板的正侵彻效应。计算结果表明:无攻角条件下,当靶板侧向运动时,弹丸的剩余速度小于侵彻静止靶板时的剩余速度,有攻角时则相反;靶板运动速度对弹丸侵彻姿态影响比较明显,且弹轴与初始位置的最大偏转角随弹靶X方向的速度之差的增加而增加。本研究揭示了侵彻运动靶过程中弹丸侵彻姿态、速度等的变化规律,可为打击运动目标的有关弹药设计提供参考。     

C4导弹横向动力特性

本文研究了C4导弹的平面模型,其中计及密封圈和垫块的非线性力-位移特性。求解基于小攻角运动的刚体运动方程以计算导弹在发射时的横向位移。证明计算与PS-80试验结果一致后,研究了密封圈特性、垫块特性、导弹行程时间和初始条件,以确定横向动力特性计算的灵敏度。     

6自由度修正弹道脉冲推力仿真研究

建立了基于SIMULINK的六自由度弹道修正弹仿真模型，并在此基础上研究了脉冲推力作用下的弹道修正特性。针对非质心作用推力的情况，讨论了附加攻角振荡幅度、脉冲推力大小、作用时间间隔等因素对于修正距离的影响。根据讨论结果发现，修正弹在预设固定时间点附近存在有利触发脉冲时机。如果能够在预设时间点附近的一个短时间范围内选择有利触发时机，就可以大大减少修正弹附加攻角的振荡，从而接近达到脉冲推力作用于质心时的预期修正效果．     

基于坐标下降和偏移映射的运动编辑与重定向

提出了一种基于坐标下降和偏移映射的人体运动编辑与重定向方法,使角色运动适用于虚拟场景。采用加入生理限制的循环坐标下降算法自动求解约束帧目标姿态,在约束帧附近通过构造运动偏移映射曲线的方法对运动进行自动平滑处理。实验结果表明,该方法较为完整的很好的保留了原始运动的特征,且重定向得到的运动较为平滑自然。     

液压四足机器人的仿生运动控制研究

动物的节律运动具有规则的运动形式和良好的稳定性、适应性,因此这种运动方式适合用于腿式机器人的运动控制.针对四足机器人难以协调控制的问题,通过对高等动物神经学理论和节律运动的研究、改进与仿真,设计了一种基于中枢模式发生器(CPG)的运动控制方法,并借助Matsuoka振荡神经元模型建立了完整的四足机器人坊生运动控制网络模型.以自激行为产生不同相位的节律运动信号并控制执行器进行相应的动作,实现了一系列典型的四足机器人运动步态和足端轨迹的生成与转化,有效地解决了机器人四足协调运动控制的难题,提高了机器人在复杂环境中的运动和适应能力.     

装配仿真系统中装配运动引导方法研究

针对在交互式装配过程中零件模型如何精确定位问题，提出了一种基于零件装配特征、体素特征信息的装配运动引导方法，介绍了该方法的设计思想，给出了该方法在装配仿真系统中的实现流程。并对特征信息的获取、装配意图自动捕捉、受约束运动的实现、碰撞检测、装配约束的建立等实现该方法的关键技术进行了较为详细的论述。     

一种激光驾束制导武器半实物仿真系统构建及试验方法

激光驾束制导武器半实物仿真必须借助二维平动系统,但由于二维平动系统受限于技术指标不高,无法满足弹目相对运动模拟速度和加速度要求较高的武器系统开展仿真试验的弊端,提出一种新的激光驾束制导武器半实物仿真系统构建及试验方法。采用“二轴转台+负载支架”的仿真系统构建方式,利用二轴转台的转动角运动代替二维平动系统的线运动来实现导弹在激光信息场中弹目相对运动和位置变化的模拟,很好地解决了传统方法存在的种种弊端,试验结果进一步验证了该方法具有很好的仿真效果。     

基于最长公共子序列的人体运动序列检索

在计算机仿真领域,运用重新组合等相关技术,可以对已经捕捉的人体运动数据实现重用,以较低的成本产生新的运动.但是,由于运动库的数据庞大,对其实施有效检索成为一个重要问题.以倒排表数据结构为基础,设计出一套针对人体运动的检索算法.不同于传统的最长公共子序列(Longest Common Subsequuence,LCSS)的度量算法,提出了一种限制最小匹配率ρmin的有限最长公共子序列(Limited-LCSS)算法,并在此基础上针对倒排表的数据结构特点对算法进行了优化,显著的提高了算法的效率.实验表明提出的检索方法具有较好的速度和准确性.     

自旋运动目标的ISAR成像

针对卫星、导弹等目标的自旋运动产生的多普勒频移会影响逆合成孔径雷达(inverse synthetic aper-ture radar,ISAR)成像的质量。考虑了自旋运动对ISAR成像的影响,建立了自旋运动目标的运动模型。得出目标运动产生的多普勒频率的表达式,并对自旋运动进行补偿,消除了自旋对成像的影响。仿真及实验结果表明,该补偿方法效果明显。     

基于DTW方法及Hermite插值的运动序列长度归一化

运动捕获设备采集的数据冗余量大,缺乏结构化信息,编辑重用难度大,需用运动编辑方法处理.运动融合作为运动编辑的关键子问题之一,首要步骤就是运动序列长度归一化.提出一种基于动态时可规整方法(Dynamic Time Warping,DTW)及Hermite插值的运动序列长度归一化的方法,首先基于改进的DTW算法将运动序列进行姿态对齐,找到运动序列的一组对齐帧;其次按照长度的需要对运动序列对齐帧进行位移插值和角度插值,对根位移进行Hermite插值,对关节旋转角度采取四元数球面插值;最后,实验结果验证了该方法可以生成新的平滑的角色动画,提高了数据重用性,以此实现了运动捕捉数据处理效率的提高.     

虚拟人技术发展现状及其在工程中的应用

针对在虚拟人二次开发过程中,存在虚拟人软件品种少、动作控制不方便、动作不逼真等问题,首次揭露了DI-GUY虚拟人的底层控制技术,提出了基于运动编辑技术的DI-GUY动作库扩展方法,使DI-GUY虚拟人具备完成用户自定义动作的能力.详细介绍了骨骼动画的基本原理,探讨利用骨髂动画技术弥补DI-GUY软件缺陷,经实践证明上述方法简单实用,能够满足工程要求.     

降落伞回收系统平面运动稳定性仿真分析

建立了物伞回收系统固连和铰接时的平面刚体运动简化模型,针对某型号物伞回收系统进行了动力学仿真.分析了物伞初始角度一致和呈剪刀状时的物伞系统运动形态及其稳定性,分析了气动阻尼力矩对物伞系统钟摆运动稳定性的影响,其结论可为降落伞回收系统的运动形态和稳定性分析提供重要参考.     

基于影像美学原理的虚拟相机自动拍摄生成方法

一直以来,数字虚拟环境中的相机运动需要制作人员投入大量精力去完成,自动化的相机运动由于牵涉到相当复杂的场景因素和对最终影像效果的美学要求而很难实现。通过对影像美学原则的分析制定规则,并利用该规则对相机主体及相机目标的运动路径进行自动计算,从而生成更有效的最终影像结果。