航空制导炸弹弹着角约束下对地全向攻击范围研究

利用虚拟位移方法推导得出一种弹着角约束下制导炸弹变结构导引律。通过对典型投弹高度下制导炸弹对地全向攻击范围的研究发现,采用该制导律的制导炸弹在一定投放条件下具备全向攻击能力,尤其是采用大倾角小速度投放时,地面攻击范围较广,攻击区域内不存在盲区,将有助于提高制导炸弹对投弹位置误差和目标机动引起位置偏差的适应能力。     

大着地角卫星制导炸弹最优制导律研究

为满足卫星制导炸弹大着地角的弹道要求,进行了最优制导律研究。根据卫星制导炸弹的特点,建立了弹目运动状态方程。分别基于极小值原理和通过求解黎卡提方程得到最优制导律,结果一致。对该最优制导律简化后获得了次最优制导律,适用于工程和仿真计算。利用次最优制导律进行了卫星制导炸弹六自由度全弹道仿真,与使用比例导引律的计算结果相比,着地角增加了60%。该制导律可以显著提高着地角和打击精度,能够满足卫星制导炸弹的弹道要求。     

一种轻量级通用空空导弹仿真模型设计

针对空战对抗训练中空空导弹杀伤效果的评估需求,提出了一种通用的导弹飞行仿真模型,该模型根据导弹物理特性、动力和运动学特性、制导方式、目标的机动等因素计算导弹运动轨迹,并基于导弹脱靶量、预计接近时间计算导弹杀伤结果。仿真结果表明,该模型计算简易,便于在嵌入式系统中实现,且导弹攻击过程和范围与实际导弹基本相同,可用于对空空导弹攻击效果的实时评估。     

目标闪烁对制导精度的影响

分析了目标闪烁对寻的制导回路制导精度的影响.由于目标闪烁的频率通常小于或者与系统的频带相当,所以导弹无法滤掉此干扰信息,致使系统脱靶量增大.通过传递函数法实现对引入闪烁的比例导引制导系统回路脱靶量量纲一化,得到在闪烁输入下系统脱靶量与弹目相对运动速度无关,而与噪声功率谱均方根和系统响应速度的均方根成正比的结论.仿真分析表明,寻的制导系统由于闪烁带来的脱靶量将大于闪烁本身.最后针对某机载武器,通过引入影响因子来评价光斑抖动对制导精度的影响.     

SINS/GPS组合导航和末端寻的复合制导半实物仿真

针对采用SINS/GPS组合导航及末端寻的复合制导体制的制导弹药,为检验组合导航系统和制导控制系统的工作性能,设计了半实物仿真系统框架结构.设计半实物仿真时序,采用基于频率调度(FBS)机制,实现仿真的实时性和同步性.探讨并解决了仿真中多CPU时钟同步问题.仿真结果表明,捷联惯导算法正确,解算时延较小,GPS修正效果良好,组合导航系统可顺利完成中末制导交班;制导控制系统设计合理,对于静止和机动目标,落点射击精度和落角均满足设计要求.     

基于单神经元的卫星制导炸弹次最优制导律设计

为了满足卫星制导炸弹大着地角的弹道要求,基于单神经元进行了次最优制导律设计。首先建立了卫星制导炸弹运动状态方程,根据导出的次最优制导律形式构造了神经元,在此基础上建立了自适应参数优化回路,得到优化参数。利用设计所得的制导律进行了卫星制导炸弹六自由度全弹道仿真。由仿真结果与使用比例导引律的计算结果的比较可知,该文方法使弹着角增加了60％,避免了最优制导律的复杂推导过程。通过该文方法可直接得到适用于工程和仿真计算的形式简单的次最优制导律。     

基于xPC和反射内存网的半实物仿真

为了实现仿真系统的快速原型化以及保证群设备间的强实时性通信问题,提出了基于"xPC目标+反射内存网"的解决方案.介绍了基于xPC目标的半实物仿真系统设计过程,解决了xPC目标环境下利用反射内存技术构建高速实时网络的关键技术问题,测试了单点xPC目标的实时性和多点xPC目标间的反射内存网实时性.在某末制导半实物仿真系统中的集成和试验,验证了基于"xPC目标+反射内存网"的半实物仿真系统的仿真实时性和仿真精度.     

激光制导炸弹导引头的光电建模

激光制导炸弹导引头能否正确提取激光光斑信号是激光制导炸弹正常工作的关键，它与激光指示器对目标的照射能力、激光在大气中的传输以及导引头相对激光光斑的位置等条件密切相关。根据激光制导炸弹导引头的结构和工作原理建立了激光导引头探测激光光斑的数学模型，并通过仿真得到了激光光斑在炸弹典型投放条件下的变化规律。     

空空和空地导弹命中精度整体推断方法

由于空空和空地导弹难以在相同发射条件下进行重复射击试验,因而无法得到成组试验数据。为对其命中精度进行评定,提出一种空空和空地导弹命中精度整体推断方法,该方法通过空空和空地导弹仿真结果与靶场试验数据的有机结合,能够将多种不同发射条件下的脱靶量试验数据作为一个整体进行统计推断,给出脱靶量的均值、方差和落入概率的整体估计和置信区间估计。与现行方法相比,空空和空地导弹命中精度整体推断方法具有信息量大,精度高的特点,解决了一种发射条件下只有一个脱靶量试验数据时导弹射击准确度、射击密集度和落入概率评定的难题,并给出检验点以及整个杀伤区域内的命中概率,为空空和空地导弹鉴定及其作战效能评估提供科学依据。     

SINS/GPS制导炸弹控制系统仿真

从制导炸弹的工程化出发,提出了其总体设计方案;设计了SINS/GPS修正组合导航仪;提出了纵向、侧向方案弹道的设计方案,设计了控制系统的控制律;分别对这些设计方案进行了半实物仿真,并且该设计方案已用于工程实践。     

聚焦2006珠海航展

第六届中国国际航空航天博览会于2006年10月31日至11月5日在珠海举行。在10000多平方米的展厅里,最为吸引人们目光的,是那些充满了创新精神的新技术、新产品。导弹篇在本届珠海航展上,中国军工各集团展示了众多的新型精确打击武器,包括多种制导炸弹和远程火力打击系统。有评论认为,这标志着中国新雷霆-2激光制导炸弹一代武器装备已经开始向精确化远程化发展,中国人民解放军将逐步迈入精确化打击时代。中国第一航空集团展区展出了“雷霆LT-2”500千克激光制导炸弹和“雷石-6”制导滑翔炸弹。这些炸弹都是在普通的传统航弹基础上进行改进的。…     

三体对抗中的自适应协同突防策略

针对三体对抗中由目标飞行器释放的弱机动防御弹难以精确打击高机动来袭拦截弹的问题,提出了一种目标-防御弹的自适应协同突防制导策略。首先,根据已知的拦截弹的制导策略和运动信息,以最小化脱靶量和控制代价为目标,通过系统降阶,利用最优控制理论设计了目标-防御弹的最优协同制导律。接着,考虑实际攻防对抗中拦截弹制导策略未知的情况,采用基于平方根容积卡尔曼滤波的多模型自适应滤波器估计拦截弹的制导策略和运动信息,利用模型概率对各模型的最优协同制导律进行混合输出,得到自适应协同突防制导律。仿真结果表明:最优协同制导律能让目标飞行器协助防御弹在不具备机动能力优势的情况下成功打击拦截弹,且脱靶量小于0.1m;自适应协同制导律能够准确地估计拦截弹的运动状态,并使得防御弹在目标飞行器配合下以较小的控制代价精确地打击拦截弹,脱靶量有97%的概率落入小于0.765m范围内。     

新型常规武器和未来常规战争

七十年代中期以来,随着微电子、定向能、新材料、传感技术等最新科技成果在军事领域的广泛运用,常规武器的发展正在出现一场新的革命。其来势之猛,影响之深远,很可能使武器装备发生自核武器出现以来的又一次新的飞跃。新型常规武器是以新的物理原理为基础研制的杀伤兵器。主要包括: 精确制导武器这类武器有各种导弹、制导炸弹、制导炮弹、制导子导弹、侦察-突击综合系统等等。其显著特点是射程远、命中精度高、威力大。例如,美军新近研制成功的“铜斑蛇”激光制导炮弹,由155毫米榴弹炮发射,命中精度达90％以上,使火炮能在最大射程上以很高的单发命中率攻击目标。电视制导或激光制导的“灵巧炸弹”,由飞机投掷后通过制导系统可准确地将炸弹导向目标,其命中率比普通炸弹提高十几倍甚至几十倍。而末端制导子导弹在一个母弹内可以安装6-9枚子导弹,发射后利用制导系统操纵飞行,到达目标区上空母体炸开,子导弹依靠红外传感系统自动跟踪和攻击目标,可以在100多公里     

基于参数空间法的SINS/GPS制导炸弹滚转控制器设计

针对捷联惯性导航/全球定位系统(SINS/GPS)制导炸弹制导控制系统工作特点,利用参数空间方法,设计了各种投弹条件下滚转通道的控制器参数,提出了快速解算控制器参数的拟合方法.然后进行了有初始滚转扰动下的滚转控制数字仿真.仿真结果显示,时频特性均满足给定设计指标,滚转角速度和滚转角在滚转控制器作用下一致收敛,表明该方法有效,可为控制系统设计提供参考.     

考虑天线罩误差的雷达导引头隔离度影响与UKF在线补偿

针对雷达导引头隔离度对导弹制导控制系统带来的严重影响,建立了包含天线罩误差在内的雷达导引头隔离度模型,对比分析了弹簧力矩、阻尼力矩及天线罩误差引起的隔离度寄生回路稳定性和时域频域性能,并研究了不同干扰输入条件下导弹脱靶量与隔离度幅值的对应关系,重点提出了一种基于无迹卡尔曼滤波（UKF）的隔离度在线补偿方法,并进行了仿真验证.研究结果表明,导引头隔离度的存在会削弱制导控制系统稳定性、降低制导精度,其中负的天线罩误差斜率影响最为严重;闪烁噪声输入下,负的天线罩误差斜率和弹簧力矩隔离度引起的脱靶量较大,而在目标随机机动输入下,正、负天线罩误差斜率隔离度引起脱靶量较大;所提出的UKF隔离度在线补偿方法分别在速度指向误差和目标常值机动输入下均能够同时估计出弹簧力矩系数、阻尼力矩系数和天线罩误差斜率,并实现了对隔离度的有效抑制,达到了改善制导性能,提高制导精度的目的.      

动能拦截弹末段制导导引律设计与仿真实现

大气层外动能拦截弹(EKV)是导弹攻防系统中一个重要的拦截作战系统。为了提高制导精度,在末段制导过程中必须采用性能优良的导引律。针对反导导弹末段的飞行特点及应用场合,根据脱靶量最小的原则,设计并实现了三维扩展比例导引模型。扩展比例导引在经典比例导引模型的基础上,通过对目标角加速度的估计,判断目标的运动趋势,可有效提高拦截精度。仿真图形及脱靶量实验对比结果证实了该导引方法的有效性及实用性。     

红外空空导弹抗干扰性能评估方法研究

为解决红外空空导弹抗干扰性能难于定量评估问题,给出了一种新的评估方法,用于在定型阶段对导弹的抗干扰性能进行鉴定。该方法首先规划了导弹抗干扰试验。为便于对试验结果进行深入研究,将导弹抗干扰试验分解为导引头抗干扰试验和导弹控制系统抗干扰试验。导引头抗干扰试验分为数字仿真、半实物仿真、系留飞行和靶场发射试验,导弹控制系统抗干扰试验分为数字仿真、半实物仿真和靶场发射试验,通过多层贝叶斯估计分别得到了导引头和控制系统抗干扰概率模型,再利用二阶矩等效方法,推导出了由导引头和控制系统串联组成的导弹系统抗干扰评估模型。算例分析表明,该方法与传统统计方法相比,具有结果可靠、精度高的优点,且能给出抗干扰概率的置信区间。     

基于线性二次型高斯（LQG）理论的最优制导规律

以线性二次型高斯（LQG）理论为基础，研究一种最小化末端脱靶量和拦截周期内控制能量消耗的具有可变有效导航比的LQG最优制导规律，分析了这种制导规律的有效导航比及其在战术导弹上的应用，应用伴随方法对这种制导规律进行制导性能仿真计算。结果表明：这种制导规律的控制精度高，机动过载要求小。     

基于脱靶量约束的捷联体制制导系统稳定域研究

针对导弹总体设计中捷联体制下合理选取制导系统隔离度指标的问题,提出了基于脱靶量约束的制导系统稳定域确定方法.首先分析了捷联相控阵雷达导引头隔离度寄生回路产生的原因,建立了含有隔离度寄生回路的比例导引制导系统模型;其次利用劳斯判据和伴随法确定了脱靶量约束下的制导系统稳定域,分析了制导参数对脱靶量约束下的制导系统稳定域的影响,并求得脱靶量约束下制导系统稳定边界的解析表达式和近似解;最后通过伴随法对确定的脱靶量约束下的制导系统稳定域进行仿真验证.研究结果表明,基于脱靶量约束下确定的制导系统稳定域满足脱靶量约束条件,可以用于指导导弹总体指标分配以及制导系统工程师对制导参数的选取.      

Bayes法鉴定武器系统射击精度研究

为了在武器系统鉴定精度指标满足的条件下,减少试验弹药消耗量,降低鉴定成本,给出了一种数学模型和方法：对武器系统射击精度进行仿真,将仿真结果作为系统分析的验前信息,再进行适当规模的实弹试验,将试验结果作为检验子样,根据验前信息和检验子样采用Bayes统计决策方法对武器系统的射击精度进行鉴定。获得了Bayes决策不等式、Bayes决策风险计算公式和验前概率公式。该模型和方法应用于新型武器鉴定之中,降低了武器鉴定成本。