测控及遥感的军事应用

、对飞行器测控和遥感技术进行了总结、阐述了飞行器测控及遥感传输体制、介绍了这些技术在军事科学中的应用.     

测控及遥感的军事应用

对飞行器测控和遥感技术进行了总结 ,阐述了飞行器测控及遥感传输体制 ,介绍了这些技术在军事科学中的应用     

多飞行器测控系统波束形成技术

在多飞行器环境下,一个测控站的作用范围内会有多个目标出现,传统的方法无法实施测控。笔者提出空分多址和码分多址结合,用并行数据处理形成多波束,每一个波束跟踪一个目标,以实现多飞行器测控。文中还对波速形成进行了仿真研究。     

统一扩频测控系统接收信号处理技术

统一扩频测控体制的多飞行器测控系统应用自适应天线数字多波束形成 技术对目标实施跟踪和测控。采用恒模降列和自适应信号对消器估计出各个信号的波达方向（DOA），应用最小干扰噪声功率判据获得最优加权向量。为了提高天线系统的处理增益，用最优加权向量形成波束，有效地消除多址干扰的影响。波束形成处理器得到的相对相位偏移向量用于上行遥控信号分时发送时，形成对指定目标的高增益波束。对恒模阵列和自适应信号对消器估计获得的导向向量用于数字多波束形成的性能进行了仿真研究。     

时空调制MT-CDMA多目标通信测控系统

针对多微型飞行器的通信测控问题,研究了采用时空调制技术的MT-CDMA（Multitone CDMA）系统。设计了载有二维方向信息的信号,由地面基站激励一种8元稀疏阵列天线来发射。利用信号空间的特性,微型飞行器只需单天线接收便能解调出各自的通信和方向信息,从而该系统具有对多个微型飞行器同时实现通信、跟踪与测向功能,且具有测距、抗多径、抗多用户干扰的潜力。最后分析了该系统单用户在高斯信道下的误比特率和测向性能,并给出了仿真结果。     

动基座飞行器故障弹道仿真

靶场试验对飞行器航区安全控制要求高,飞行器飞行故障状态多,安全控制难度大,该文以弹道飞行器飞行动力学为基础,根据飞行器各分系统、各部件的可靠性和重要性提出飞行器飞行中单一的或组合式的其型故障模式,然后再对其中的组合模式故障弹进行了弹道仿真.所得结果用于靶场试验安全控制演练中,对试验的安全控制有一定的帮助作用和指导意义.     

小型宽带微带天线的应用与设计

微带天线具有体积小、重量轻、低剖面、能与载体共形等优点,在飞行器上的应用处于优越地位,还可用于卫星通讯、无线电高度表、导弹测控设备等。时域有限差分法(FDTD)是设计和分析微带天线的一种重要方法,利用基于时域有限差分的仿真软件能够仿真设计出各种不同的微带天线,进而得出其方向图、增益和输入阻抗等特性指标。     

柔性翼飞行器动力学建模与循环求解仿真方法

针对刚体飞行动力学难以描述柔性翼飞行器刚柔耦合动力学特性的问题,提出了一种在时域内对刚体运动和弹性体运动交替进行数值计算的建模与循环求解仿真方法.该方法分别为飞行器刚体与弹性体运动建立了独立坐标系,根据坐标系之间的惯性牵连关系,通过气动力与惯性力完成了刚柔耦合动力学关系在刚体与弹性体运动之间的传递.与此对应的仿真算法是在1个积分步长内顺序计算飞行器受力情况、弹性变形状态与刚体运动状态,在仿真步长之间以循环求解的方式进行仿真计算.以飞行器对姿态扰动的动态响应为例进行仿真分析,结果表明本文的动力学建模与仿真方法能正确反映柔性翼飞行器的飞行特性.      

小型四旋翼飞行器姿态的自抗扰控制

针对存在总扰动的小型四旋翼飞行器姿态控制问题,设计一种基于自抗扰技术的四旋翼飞行器姿态控制方法.首先,利用牛顿-欧拉建模方法建立小型四旋翼飞行器动力学系统模型,将其表示成二阶状态空间方程形式.然后,将系统的总扰动扩张为一个新的状态变量,并设计扩张状态观测器对系统总扰动进行估计.最后,在系统扰动估计的基础上设计非线性状态误差反馈控制律.仿真结果表明,所设计控制器对系统总扰动具有很强的鲁棒性能,实现了姿态的快速稳定控制要求.     

基于半实物的Ｓ频段卫星测控仿真系统平台设计

该仿真系统是为了满足Ｓ频段卫星测控演练的需要而提出的。根据航天测控系统和Ｓ频段测控设备的特点，明确了仿真系统的组成及功能，并对主要部分进行了详细的描述；确定了仿真系统运行工作模式、主要技术指标、接口之间关系；结合实际应用情况，通过与真星进行比对，证明通过建立半物理仿真数学模型，达到了在数据层上与真星具有等价性，并展望了未来发展方向。     

微型飞行器的微型无线数据传输系统

提出了应用于微型飞行器中的新型无线数据传输系统。与传统的无线数据通信系统相比,其质量低、体积小、功耗低,可应用多种场合,抗干扰能力强,误码率达到10-6,传输有效半径达1.5km。通过微型飞行器三维模拟转台搭载微机电系统(MEMS)微型方位水平仪和微型无线数据传输系统组合的姿态测控系统,实现了对该无线数据传输系统的可靠性仿真测试。     

基于SDRE方法高超声速飞行器控制系统设计

高超声速飞行器拥有复杂且易变的气动特性,为确保高超声速飞行器在复杂的飞行条件下,拥有稳定的飞行特性、良好的控制性能。针对高超声速飞行器非线性模型,采用状态相关的Riccati方程(State-Dependent Riccati Equation,SDRE)方法设计高超声速飞行器控制系统,利用改进的Newton法对控制器进行求解,同时在高超声速条件下进行仿真,验证了SDRE方法在高超声速飞行器控制系统中的可实现性及优越性。     

仿真与实验结合的飞行器设计专业案例教学探讨

围绕国家“卓越工程师教育培养计划”进行飞行器设计专业“飞行器系统仿真与CAD”课程规划,对培养合格的飞行器设计人才具有重要的意义。将航天部门的项目结合课堂的理论,采用飞行器仿真和实验验证的案例教学方式讲授课程,使学生在解决实际工程项目的同时掌握飞行器设计专业的相关理论知识和技术方法,不仅使学生了解飞行器设计建模的方法、仿真的具体步骤和实验技术手段,而且增强学生理论联系实际的能力培养,提高学习兴趣,使他们更全面地掌握飞行器的相关理论知识和实验方法。     

面向测控的数字化靶场环境生成系统设计

数字化航天靶场环境生成系统是面向航天测控系统应用的可视化平台，其建模仿真是一项复杂的系统工程。立足于适应未来信息化航天靶场建设的要求，介绍了建立面向测控的数字化靶场环境生成系统的必要性，对其功能和主要特性进行分析说明，描述了系统的组成以及体系结构。对系统实现的关键技术进行分析讨论，主要包括三维地形的快速生成、基于复杂度的三维实体建模方法、分布式仿真环境的设计、人机交互方式的实现等技术难点。     

无动力飞行器控制系统模型的计算机仿真研究

本文针对某无动力滑翔弹的气动特性和动力学模型,结合飞行器飞行运动特点,基于制导与控制技术的基本原理,在理想情况下,建立了该飞行器姿态控制和制导律的简化数学模型,并在一定的初始投放条件下对飞行器的飞行参数进行了大量的计算和仿真,提出了无动力飞行器的控制方法和计算机软件实现仿真的技术途径。仿真结果表明控制系统具有一定的稳定性和精度。     

共形透镜天线的设计方法

在高速飞行器上必须采用共形天线。可实现高性能共形天线的主要形式是共形相控阵天线,但复杂度和成本都非常高。笔者提出一种共形透镜天线,可以与机体严格共形,并且具有较高的增益,易于实现跟踪功能,可用作飞行器上高性能的通信天线或测控天线。文中介绍了共形透镜天线的原理和设计方法,并提出共形透镜天线扩展功能的设计方法。     

谐波混叠引起的电压伪振荡分析

测控装置测量的数据是电网状态估计、潮流分析、自动电压控制等应用的数据来源，保证数据正确至关重要。针对某电厂测控装置量测数据异常波动事件展开研究，指出电网中存在35、37次高次谐波，在特定情况下混叠到基波附近，干扰测控装置的测量功能，造成数据异常波动。分析了混叠干扰量测功能的机理，并通过仿真及宽频测量数据验证了结论的正确性；针对改进措施进行了探讨，从采样频率选择、抗混叠滤波器设计、测量装置检测规范及谐波监测手段等方面给出了解决措施，加强了对高次谐波的监测能力，为分析和抑制此类振荡提供参考。     

基于视觉伺服的飞行器交会对接技术

目的利用视觉伺服对照相机或终端执行机构进行控制,实现飞行器的交会对接。方法在航天器动力学和运动学模型的基础上以二维图像特征作为反馈,结合视觉伺服算法,控制飞行器到达预定位置。结果提出将视觉伺服运用于飞行器导引技术,得到了基于图像的视觉伺服数字仿真结果,飞行器控制精度满足要求。结论基于图像的视觉伺服算法可以有效解决航天器交会对接的控制问题,且参数选择以及控制器设计对系统性能有不可忽视的影响。     

滑翔式飞行器高空自适应跟踪制导控制方法

针对具有较大机动能力的滑翔式高超声速飞行器在复杂高空环境再入的问题,提出了一种基于LQR(线性二次调节器)的多状态自适应跟踪制导方法.该方法基于飞行器量纲一化的再入运动模型,考虑滑翔式飞行器各特征参数和飞行约束设计出基本安全飞行走廊,用拟合法将标准弹道综合成航程-高度-速度-航迹角函数.然后设计了基于LQR的多状态跟踪制导律,并采用多项式拟合法实现全弹道制导律的增益调度函数;形成了一套完整的滑翔式飞行器再入过程基于标准轨道的多状态LQR制导方案设计.并通过仿真计算,验证了该制导方法,表明该方法是有效、高精度的飞行器高空自适应跟踪制导方法.     

高超声速飞行器建模与自主控制技术研究进展

 高超声速飞行器是国内外研究的热点问题。综述了高超声速飞行器建模与自主控制问题。阐明了高超声速飞行器的特点及控制难点,列举了典型的高超声速飞行器模型,从机理推导方法、计算流体力学（CFD）实验方法、模型简化技术和模型验证技术方面介绍了高超声速飞行器建模的研究进展,从传统滑模控制、高阶滑模控制、反步控制、自适应控制、轨迹线性化控制方面阐述了高超声速飞行器自主控制的研究进展,探讨了高超声速飞行器仿真平台开发的研究趋势。