变后掠翼航弹最优弹道自适应滑模跟踪控制

根据变后掠翼航弹在预定弹翼构型下对最优方案弹道跟踪的精确性和鲁棒性要求,设计了一种轨迹姿态双回路自适应滑模控制器。外环轨迹跟踪回路以位置偏差为参考输入,得到方案攻角参考指令,同时基于Lyapunov稳定性理论给出外环滑模收敛的充分条件;内环姿态跟踪回路则设计了参数自适应律,抑制由后掠角引起的时变参数摄动,同时生成舵偏控制指令,以实现对姿态的跟踪控制。仿真对比结果表明,该自适应滑模控制器在有效消除参数不确定性影响的同时保证了变后掠翼航弹在弹翼预定作动时对最优方案弹道跟踪的稳定性,并且消除了常规滑模控制的抖振现象。     

GPS遥测编码电路设计

针对采用全球定位系统(GPS)/遥测技术(TM)研制的在研武器增程炮弹、火箭弹弹道轨迹测试、无人机航迹测试中弹载GPS定位信息及其它被测物理量测量信息实时融合、编码、遥测转发传输等任务要求,提出一种弹载GPS遥测编码电路设计的新方法。该方法通过双CPU控制、双端口缓冲存储实现弹载可编程装定、被测信息实时融合、编码转发,通过CPLD电路集成设计,满足了飞行载体航迹、弹丸飞行轨迹的测试任务。经过机载、炮射环境试验考核,取得了较好的应用效果。     

遥测力学环境数据箭上实时处理技术研究

力学环境数据的实时传输是导致运载火箭遥测系统容量紧张的根本原因.通过设计独立的力学环境测量及数据处理子系统构建新的遥测系统体系结构,在箭上完成力学环境数据处理并将处理结果代替原始测量数据发到地面;提出了数据重叠分段处理方法,解决了飞行全程处理冲击响应谱的误差积累问题;建模仿真给出了箭上力学环境数据的优化处理参数;完成了箭上实时处理器设计.试验表明:在新体系结构下,振动、冲击和声学噪声遥测精度提高约5倍,测量动态范围扩大24 dB,数据压缩比分别为16:1、69:1、33:1,达到了有效压缩环境数据的目的并提高了其遥测精度.     

星光-惯性制导地面仿真试验计算机系统软件设计

本文叙述了星光-惯性制导仿真试验系统之计算机系统软件的设计思想以及组成仿真系统的地面控制计算机、弹上制导计算机和星光处理计算机之间的信息交换方式。     

导弹动力学建模与BTT解耦控制

建立了导弹非线性动力学方程、线性化模型和X型舵机由4舵面到3舵面的转换模型,在纵向和横航向通道分别设计了基于模型跟踪的最优控制器,满足导弹的BTT控制的三轴解耦要求。设计结果进行了部分参数的非线性调参设计,控制器参数依据高度、法向过载指令nyc和滚转角指令φc进行实时调参,通过非线性仿真验证,满足侧滑角近似为零、快速跟踪滚转和法向过载指令要求(小于0.5秒),为进一步设计实现BTT控制打下了基础。     

地空导弹弹目视线指向预定角误差协方差分析

建立了地空导弹六自由度弹道方程,推导了弹体系弹目视线指向角误差,分析了不同雷达测量误差和导弹位置采用不同测量值的指向角误差协方差。结果表明,基于Kalman滤波的导弹位置融合可以减少捷联惯导初始对准误差引起的指向角误差,而直接采用惯导或雷达测量导弹位置,则初始对准误差的影响一直存在。     

可重复使用航天器再入飞行在线可重构控制分配仿真研究（英文）

提出了带约束可重复使用航天器综合在线可重构再入控制分配方法。在给定可用控制力矩指令和舵面约束条件下,综合利用有效集理论,优化极值算法和链式控制方法,迅速生成包括气动舵面和反推力控制系统（RCS）发动机的控制指令,在线得到了满足所有控制约束且拥有高度精度的控制分配结果。可重构控制分配逻辑利用舵面失效参数特性,建立舵机状态监测系统,并依据分层消息处理机制得到重构控制指令,保证了航天器在舵面失效或操纵效能降低的情况下控制分配具有良好的精度。以某型可重复使用航天器为例,在考虑到舵面失效或操纵效能降低的情况下,通过不同算法的控制分配与仿真结果对比表明,该方法高效、快速、可靠。     

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.     

SAR成像导引头的弹道设计与优化

弹载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)的方位成像能力受飞行弹道和观测视角的影响。为满足SAR成像导引头在限定时间内获得最佳方位分辨率,提出了一种基于遗传算法的弹道优化设计方法。首先建立了弹载SAR条件下导弹飞行的约束,然后以导弹指令加速度为优化变量,构造了与方位分辨率和波束驻留时间相关的目标函数,采用遗传算法进行寻优,设计得到了弹载SAR平台的优化弹道。仿真实验证明了该方法的有效性。     

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.     

防空指令修正弹有控弹道仿真

防空指令修正弹药,设计中为满足多组、多发同时修正的作战需求,拟采用控制修正指令仅发送一次的修正方式.针对此种防空指令修正弹药的特点和采用以继电式舵机为修正机构的限定条件,应用周期平均力分析了继电式舵机的修正机理,建立了有控段弹道模型,研究了启控时间,舵机一修正力的大小、方向及与之对应的换向角的计算方法,探讨了时间误差所包含的因素.最后基于蒙特卡洛法给定弹道偏差,对有控弹道进行了数值仿真.结果表明按照所设计修正方案,弹道修正曲线符合预期效果,为其工程化提供了理论参考.     

CCD与MEMS组合测量弹丸落点偏差的方法

弹丸落点偏差可作为弹道末段修正的参照量,为制定修正策略提供依据.利用图像匹配技术和MEMS技术,根据目标在图像导引头CCD上的成像坐标,测量弹目相对方位,进而建立了估测弹丸落点与目标偏差的数学模型,并进行了四自由度弹道仿真验证.仿真计算结果表明,该方法能够较准确的测量弹丸落点与目标偏差,CCD与MEMS的测量误差是测量弹丸落点偏差精度的决定因素.     

滚转导弹控制耦合特性分析与解耦方法

控制耦合是滚转导弹所具备的一大特性问题。首先,推导了滚转导弹双通道舵系统在准弹体系下的等效传递函数矩阵,从理论上证明了控制耦合产生的机理,总结了控制耦合的基本特性。其次,分析了主通道的舵效率与无量纲转速、舵机阻尼之间的等量关系。第三,对比研究了两种解耦方法,给出前馈动态补偿物理可实现的条件,从原理上证明工程上常使用的静态解耦超前安装措施实质上是前馈动态补偿的稳态形式。对于周期指令,静态解耦受指令频率的影响,而动态可实现完全解耦,且可以通过增加两个零点获得更好的动态特性。最后,通过数学仿真验证了以上结论。     

具有脉冲姿控发动机的导弹控制策略设计

在导弹动力学模型中使用4个因子描述喷流干扰效应.在俯仰平面内设计了导弹的控制策略,设计思路强调导弹对指令的快速响应要求.姿控发动机的点火指令按等周期计算,通过分析导弹在一个点火周期内的动力学,用李雅普诺夫函数设计指令趋近律,最后得到了离散化的舵指令和脉冲姿控发动机点火指令.仿真结果表明,脉冲姿控发动机参与控制产生的脱靶量远远小于气动舵单独控制时产生的脱靶量,显示了控制策略的有效性及使用侧向推力装置的优势.     

舰队弹道导弹计划的飞行试验数据处理

本文是论述处理脉码调制(PCM)遥测数据所要求的各个步骤,这种PCM遥测数据是由试验靶场记录在宽带模拟磁带上,以产生计算机成批处理与分时用户以及交互型矢量图形用户可存取的标准化数据文件结构。文中详细叙述了数据源的选择方法和原始数据的质量保证。要讨论的各项限于系统从试验靶场接收原始数据磁带的输入部分和把合格的存储数据磁盘文件传递给分析数据库的输出部分。     

弹道修正引信修正弹道视景仿真系统

针对在弹道修正引信研制过程中靶场试验成本高、周期长的不足，研制了弹道修正引信修正弹道视景仿真系统。该系统以火箭增程迫弹为研究背景，建立了火箭增程迫弹的6D弹道模型，利用蒙特卡洛法在引起弹丸落点散布的误差源上加上随机误差，运用龙格．库塔法不断解算弹道，再由基于STK的视景仿真子系统形象地给出弹丸飞行过程。结果表明，该系统仿真结果能较好地和实际靶场试验结果吻合，又能形象逼真地显示弹丸飞行过程。     

无人机控制台GPS信息叠加显示系统设计

基于对MB90092芯片的功能、硬件结构、工作时序以及主要显示指令的研究,提出了无人机地面控制台GPS信息实时叠加系统的硬件及软件设计.由单片机AT89S52通过串口接收GPS机传来的信息并通过MB90092芯片实时显示;在软件中实现了对数据的判断、存储、解析及叠加显示.对该系统进行了试飞试验,试验表明:系统实时性能较好,信息显示准确.     

鸭式布局双旋弹建模及弹道重构

建立了一种新型旋转弹丸的7自由度弹道模型,根据该模型对弹丸的弹道特性进行了数值分析,并利用无迹卡尔曼滤波算法对双旋弹的弹道进行重构和滤波,使弹载设备的测量信息更加精确,为制导系统提供更加精确、可靠的测量数据。通过数值仿真的表明:双旋弹和传统旋转弹的主要区别是在其弹轴方向上增加了一个自由度,弹丸前体低速旋转甚至静止不动以提高弹载控制系统的控制精度,后体高速旋转保持其陀螺稳定性。通过无迹卡尔曼滤波算法进行弹道重构能够有效地提高测量数据的精度,消除测量误差,得到较为准确的测量数据。     

基于广义功原理弹道最优控制方法研究

针对弹道修正弹的弹道最优控制问题,结合弹道控制中脱靶量最小和能量损耗最小的双重准则推导出弹道修正最优控制策略,提出基于最优控制理论广义功原理解决该最优控制问题的新方法,得到了最优解,并给出仿真算例.算例的分析表明,在给定初始修正点和目标点条件下,得到的弹道修正最优控制量能够通过弹道修正执行机构在能量损耗最小的条件下,控制弹丸以最小的脱靶量击中目标位置.该最优控制结果为弹道修正执行机构的设计提供了理论依据.     

某排弹设备半自动寻的钻头实时仿真系统设计

针对某新型排弹设备研制中半自动寻的钻头参数众多,开发调试费时费力等因素,对其进行了实时仿真系统设计.在对钻头建模基础上提出该实时仿真系统开发方案,进行了实时仿真系统软件和硬件的详细设计,并给出该系统的实验仿真结果.结果表明,该系统能为该排弹设备半自动寻的钻头提供一个有效的实时仿真环境,据此设计者在电脑上就可以方便、快速地对钻头控制系统软件及功能进行调试,并可大大节省开发时间和成本.