两回路自动驾驶仪设计与分析

分析了参数变化引起的弹体模型和静稳定性的改变,以及降低静稳定性对导弹机动性能的改善。研究了把工程指标转化为期望的闭环系统极点的方法,以及与全状态反馈等价的从状态反馈到输出反馈的变换技术,给出了基于极点配置和输出反馈的一般性的两回路自动驾驶仪设计方法。结果表明,两回路驾驶仪可以稳定静不稳定的弹体,而执行机构的有限的资源是限制驾驶仪控制作用的关键因素之一,引入加速度计到弹体质心距离这一参数后可以在一定程度上改善系统的稳定性。     

基于LS-DYNA的弹体撞水过程流固耦合动力分析

基于有限元软件ANSYS/LS-DYNA,建立了三维弹性弹丸体在多物质流体介质中运动的有限元动力分析模型,采用ALE方法对弹体撞水过程进行了流固耦合数值模拟,探讨了其中关键控制参数对弹体入水过程的影响.仿真结果表明,该仿真模型可以解决弹体撞水流固耦合计算中流体形变引起的数值计算困难,求解出的水-气交界面变化情况比较合理,求解出的不同撞水初态下弹体姿态和位置变化情况,可以为弹体撞水初态的选择提供依据.     

导弹弹体结构材料的分析研究

本文对国外弹体结构材料的研究情况进行了综述,特别是介绍了美、日、苏、德等材料强国的金属材料和复合材料研究的现状和发展方向,指出:目前战术导弹弹体结构材料仍以金属材料为主,部分采用先进的复合材料,但复合材料在战术导弹弹体结构中应用会逐渐增多,并逐步取代一部分金属结构材料。     

弹体截断对弹载天线辐射特性的影响

本文应用几何绕射理论（ＧＴＤ）计算了弹载天线的辐射方向图。分析了弹体尾部圆柱部分在不同截断长度的情况下对弹载天线辐射特性的影响。结果表明，弹体截断对弹载天线辐射特性的影响很小，完全可以在弹载天线的测量中对弹体进行截断处理。     

一种基于独立成分分析的滚转弹姿态解算

为了获取试验弹的飞行姿态,以便为进一步的弹体飞行动力学分析及制导系统的效能评估提供依据,提出了一种基于独立成分分析(independent component analysis,ICA)的滚转弹飞行姿态获取方法。该算法使用一个双轴角速率陀螺构成滚转弹飞行姿态遥测系统,利用ICA算法对遥测数据进行处理,从而重构弹体飞行姿态。通过构造一个特殊的虚拟观测变量,即可借助于ICA算法将测量信号由弹体坐标系变换至准弹体坐标系,去除由于弹体滚转引入的信号调制效应,最终解算出滚转弹的姿态信息。仿真计算结果验证了算法的有效性。     

基于ADAMS的导弹级间分离动力学仿真

利用ADAMS软件对两级套接式导弹进行动力学仿真，解决了导弹飞行过租中气动力在ADAMS中如何表达的问题；计算了套接形式下两级弹体的级间作用力；通过仿真，确定两级弹体分离迅速、平稳，并且将仿真结果与弹道动力学解算结果相比较，验证了ADAMS动力学仿真所得结果的正确性。     

卵形弹丸高速正侵彻混凝土靶板的数值仿真

利用非线性动力学有限元软件Ls-dyna对CRH为3的不同弹体材料的卵形弹丸以不同撞击速度对混凝土靶板作用过程进行数值模拟研究,并且与相应的实验进行对比.重点研究了在不同弹体材料及撞击速度下,弹体质量侵蚀结果及其对侵彻性能的影响.发现在该结构下某种弹体材料的弹丸对应着极限穿透深度,即随着侵彻速度增加,其侵彻深度反而减小;且发现弹丸阻力的时程曲线都出现多个比较明显的峰值,速度越大,其峰值也越大.当材料的屈服强度较大时,其峰值波动的持续时间也就变得较长,相应的侵彻深度也会增加.     

空空导弹敏捷转弯的分段线性滑模控制设计

研究了空空导弹越肩发射敏捷转弯的复合执行机构姿态控制问题。针对一个直接侧向力装置安装在弹体尾部的导弹建立俯仰通道运动的数学模型,引入非光滑Lipschitz连续滑模控制,并利用非光滑分析的方法给出了分段线性滑模面的稳定性证明,然后采用气动舵控制作为等效控制,直接力控制作为切换控制的思想设计滑模控制律。数值仿真结果验证了分段线性滑模控制能改善常规线性滑模控制的性能,使得指令跟踪误差减小,复合控制效率提高。     

一种利用弹体轴向加速度测量值解算弹道的方法

提出了一种可用于弹道修正弹药弹道预测,利用弹体轴向加速度测量值结合2-d质点弹道方程进行弹道解算的方法.根据2-D质点弹道模型,分析了弹体轴向加速度与弹丸速度变化率之间的关系.建立了利用弹体轴向加速度测量值进行弹道解算的数学模型.利用靶场试验数据对这种方法进行了验证,解算弹道诸元与实测值基本吻合.最后分析了弹体轴向加速度测量误差对弹道解算精度的影响,发现加速度传感器零位偏置误差对解算精度影响显著.     

简易制导迫弹脉冲力控制建模与仿真

介绍了弹体追踪制导律的特点,通过对弹体纵向运动的动力学方程线性化处理,推导出脉冲力控制的弹体传递函数,分析了脉冲力大小对脱靶量的影响.给出探测器捷联体制下的脉冲力控制算法,并对该控制算法进行仿真.分析了脉冲力作用位置对制导精度的影响,提出采用脉冲力提供重力补偿可以提高弹丸命中精度的方法.     

捷联式天线平台数字稳定技术及仿真研究

针对弹载捷联式天线平台的视线稳定问题，提出了补偿与反馈控制相结合的方法。通过分析，给出了捷联式稳定的数字实现方法，并考虑实际系统中陀螺非线性、测量噪声和加速度敏感度等因素的影响，对平台稳定性能进行了仿真研究。结果表明：该方法能够使弹体扰动造成的误差明显减小，在一定的测量噪声和加速度敏感度范围内，算法能有效隔离弹体扰动。     

目标位置在弹道修正中的单目测量方法

目标位置是弹丸修正前所需测量的主要参数之一.以图像匹配技术为前提,根据单目CCD测量的基本原理,提出了一种弹载CCD实时测量目标在弹体坐标系中位置参数的方法,建立了相关模型,并进行了六自由度仿真和转台试验验证.根据仿真和试验结果,分析了影响测量精度的几个关键参数.通过对仿真和试验结果的分析表明,在一定条件下,该方法能够较准确的测量目标相对弹体的位置参数.     

底部刻槽旋转稳定弹丸的飞行初始段回波建模

为便于分析和评价从底部刻槽弹丸的雷达回波中提取姿态信息的信号处理方法,建立了目标飞行初始段的运动回波模型.首先将刻槽弹丸的运动分解为平动、章动、进动和转动,分析了各运动的特点;其次将弹丸分成弹头部、圆柱部和弹尾部,依据高频散射机理的不同,将弹丸的散射波分成弹尾底面、弹尾侧面、圆柱的镜面散射,弹带边缘、弹尾边缘、弹带与弹体接缝、弹尾与弹体接缝、弹体过渡棱边产生的绕射、行波和爬行波散射,讨论了弹丸章动和刻槽后弹体转动对雷达散射截面的调制;再次结合弹丸的运动特性和散射特性,建立了雷达的回波模型,总结了回波的特点;最后将此模型得到的波形与雷达的实测数据进行比较,证明了模型的正确性.     

某型导弹飞行-攻击阶段仿真的研究与实现

在导弹飞行仿真中，根据导弹飞行轨迹和外部环境因素的影响实时地仿真控制弹体的方位、姿态与特效是关键点，基于对某型导弹飞行轨迹的实测数据和飞行、攻击特效的研究，采用实测数据作为飞行状态数据库，应用基于规则推理的方法控制事件流程，通过Vega-Creator-VC 仿真开发环境，实现了该导弹从发射至目标攻击阶段的精确仿真，较好地解决了飞行中弹体的方位、姿态控制、弹体行为和各飞行阶段特效的生成等问题，具有较好的实时性。     

基于SAR导引头的弹体定位技术

采用合成孔径雷达导引头,是提高中远程导弹制导精度的有效途径之一。系统地研究了弹载SAR弹体定位问题,提出了利用弹载SAR的距离-多普勒数据、惯性导航系统输出的导弹速度和高度表测量的导弹高度进行弹体定位的方法,推导了定位的解析公式,避免了不稳定的迭代计算,给出了详细的定位流程。根据当前各分系统能够达到的普遍精度进行了仿真,分析了各误差源对定位精度的影响。     

尖头弹丸贯穿金属靶板的过载分析及仿真

研究了刚性尖头弹体贯穿塑性金属靶板的冲击力学特性,将侵彻过程分为三个阶段,利用圆柱形空腔膨胀理论得到了锥形和卵形弹在各阶段的过载的表达式。采用非线性有限元软件LS-DYNA建立了尖头弹侵彻的仿真模型。对两种弹体以相同初始速度贯穿钢靶板进行了理论和仿真计算,用所得弹道极限速度和剩余速度结果与试验数据做了对比,显示三者一致性较好。通过理论和仿真计算得出了两种弹体侵彻三种厚度钢靶板的过载变化规律。为小尺寸装药的侵彻过载特性评估方法的建立提供了理论参考和分析方法。     

基于自适应环路滤波的相控阵导引头捷联解耦方法

针对相控阵导引头中波束指向受弹体扰动影响的问题,设计了基于环路滤波的捷联解耦方法(strapdown decoupling method based on loop filter, SDMLF)。此方法将补偿后波束指向与初始波束指向的差值送入环路滤波器,利用指向误差滤波值修正补偿后的波束指向,如此构成环路,完成对被扰动波束指向的闭环控制。为提高SDMLF对更多弹体扰动场景的适用性及解耦性能,在SDMLF中增加对环路滤波器中等效环路噪声带宽的自适应计算,得到了基于自适应环路滤波的捷联解耦方法,增加了所设计解耦环路的可靠性。计算机仿真与半实物系统实测结果验证了所提解耦方法的正确性及有效性。     

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.     

一种微小型弹药的气动特性仿真研究

针对微小型弹药布局设计的现有约束问题，提出了一种新的微小型弹药布局优化方案，基于正常式布局的结构，建立弹药的三维气动模型，对微小型弹药进行流体力学仿真，研究了弹翼尺寸对弹体静稳定性的影响。为验证设计方案的可行性，利用不同的飞行条件进行模拟气动计算，得到微小型弹药的升力、阻力及俯仰力矩参数，计算了升阻比与可用过载。仿真结果表明：所提微小型弹药气动布局方案满足设计要求，且具有良好气动特性和飞行稳定性，为后续设计提供一定的参考依据。     

基于星图匹配的导弹初始定位定向方法研究

论述了星敏感器捷联在弹体上,采用星图匹配技术修正导弹初始定位、定向的原理。提出了一种适用于星光制导的凸多边形算法,简化了弹载星表。由星敏感器视场中的星图,可生成唯一的最大凸多边形,基于凸多边形的星图识别算法可同时获得多颗星的瞬时位置,由此可获得弹体在赤道惯性系和发射点惯性系中的姿态及其关系。最后导出导弹初始定位、定向误差的数学表达式。仿真结果表明该方法的有效性。