制导航空弹药模糊变结构制导律的设计

为了使航空弹药具有攻击大型地面静止目标的能力,将其组合导航系统实时传输的位置和速度信息进行坐标转换,根据转换的信息建立弹体与目标的相对运动模型.应用变结构控制理论,引入模糊规则自适应地调整趋近律,设计了制导律.仿真表明在各种干扰条件下,提高了制导精度.     

水中灵巧弹药纵向操纵性运动预报设计与仿真

研究了水中灵巧弹药在纵向平面内的操纵性运动预报设计与仿真,建立了水中灵巧弹药在纵向平面内的动力学模型,建立与设计了水中灵巧弹药在纵向平面内的Z形操舵、梯形操舵和正弦操舵操纵性的标准和指标评价方法,同时针对每一种操纵性运动预报进行了Matlab仿真算例研究,分析与阐述了操纵性运动的各种典型特征参数及其运动规律.仿真结果表明该水中灵巧弹药具有良好的应舵性和操纵性,响应时间较快,能够准确预报该水中灵巧弹药的操纵性能.操纵性运动预报分析的过程和结果对于改善水中灵巧弹药的结构和水动力设计也可提供一定的技术指导与理论支撑.     

空空导弹ENDGAME段导引律研究

 针对空空导弹ENDGAME段,选择合适的导引律,对导弹能否精确打击目标至关重要。本文分析了比例导引律、微分对策导引律和变结构导引律3种不同导引律的设计思路,并引入直接力控制,针对不同攻击条件进行计算机仿真分析。仿真结果表明,在迎击条件下,变结构和微分对策导引律较比例导引律更优,对大机动、持续高速运动的目标,具有直接力控制的制导性能更好。     

鱼雷导引及弹道仿真研究

本文以未来方位导引法和逐次变提前角导引法为例,建立了鱼雷的线导与自导导引弹道模型,并进行了仿真,获得了鱼雷与目标相对运动条件下,鱼雷、目标和导引站的运动轨迹,以及鱼雷与目标相对距离随时间的变换曲线和攻击效果。该研究已被用于鱼雷攻击距离的预报。     

网络化弹药系统攻击决策算法

为实现网络化弹药系统对目标攻击的自主化、智能化,研究了一种目标跟踪与目标优化分配相结合的算法. 通过交互式多模型（interacting multiple model,IMM）算法实现对目标的轨迹跟踪,建立匀速拐弯运动以及匀速运动模型,通过仿真分析,IMM算法跟踪效果良好;利用跟踪到的目标的位置信息和运动状态,结合网络化弹药节点的自身工作状态,预先求得对应的组合效能函数,做出攻击决策预判. 解决了网络化弹药系统如何对机动目标实行有效打击的问题,仿真效果良好.     

考虑导引头视场角的仿生分段复合制导律研究

由于可带载荷重量尺寸限制,微小型弹药会采用捷联式导引头.弹药末段攻击时,小的需用视场角可以确保对目标的有效跟踪和打击.自然界中,蜻蜓捕食果蝇的追踪策略与轨迹可以提供参考.基于蜻蜓追捕目标的追踪策略,提出分段制导律,即在追踪目标时初始段会快速调整弹药姿态进入尾追模式,并在追踪后半段使用运动伪装的追踪策略捕捉目标.初制导段利用滑模控制律对视差角进行控制,使弹药调整至尾追姿态,末制导段运用焦点位于无限远的运动伪装制导律进行目标跟踪,初制导段与末制导段间采取二阶平滑交接律进行过渡.仿生分段复合制导律仿真结果表明,与传统比例导引律相比,在末制导段中弹药的需用过载小,目标更接近视场中心位置,能够减小弹药在末制导段受机体的可用过载和导引头的视场限制,有效提高攻击精度.      

一种离散变结构控制算法及其仿真研究

离散变结构控制设计一般基于系统的状态方程模型,且要求已知扰动量的变化范围,不利于实际应用。文章基于对象差分方程模型,提出了一种离散变结构控制算法,该算法设计无需已知系统内外扰动大小的范围,有利于工程应用,且有利于消除系统的抖动;对所提出的算法进行了仿真研究,结果表明该控制算法具有较好的效果及鲁棒性。     

自动化弹库控制系统时序设计与仿真

针对自动化弹库的结构和功能,确定了弹库系统控制策略和控制体系.基于有限状态机理论并利用MATLAB/Stateflow建立弹库控制系统的层次化仿真模型,对弹药转运过程的时序逻辑进行了设计和仿真.仿真结果表明利用该方法设计的弹库控制系统时序满足系统要求的各项指标,验证了这种设计方法的有效性.     

尾翼稳定脱壳穿甲弹全弹道优化设计研究

研究了应用现代最优化理论对弹药系统进行全弹道多目标优化设计的基本方法和步骤,选用约束变尺度法对高膛压滑膛配备尾翼稳定脱壳穿甲弹的装药结构和弹体结构参数进行了全弹道多目标优化设计,得出了较满意的结果。文中为新弹药系统提供了先进的设计方法,对提高弹药系统的设计质量和效率,降低设计成本有较大的实用价值。     

非标准气象条件下的平行接近法导引弹道仿真

将导弹在一个攻击平面上的平行接近法的导弹与目标的相对运动方程组推广为三维空间中的导弹与目标的相对运动方程组,利用三维空间中的导弹与目标的相对运动方程组推导出了惯性坐标系下的弹道倾角和偏角的计算公式,给出了多段组合法生成航迹的离散算法。在此基础上,结合大气运动方程组(MM5方程),建立了非标准气象条件下的平行接近法导引弹道模型。通过仿真对比分析了标准和非标准气象条件下的平行接近法导引弹道,验证了纵风主要影响导弹的射程,而横风主要影响导弹的飞行方向。最后使用STK(卫星工具包)对2种气象条件下的某空空导弹攻击空中目标的导引弹道进行了视景仿真,逼真地显示了导弹飞行且命中目标的运动轨迹。     

基于Terminal滑模的动能拦截器末制导律研究

针对大气层外动能拦截器的精确拦截问题,给出了一种基于Terminal滑模的鲁棒末制导律设计方法。在不考虑动能拦截器姿态运动的情况下,建立了动能拦截器纵向平面和侧向平面内的相对运动方程,并通过在末制导滑模中引入非线性项,去除了传统变结构制导律中的切换项,保证制导系统具有全局快速性。仿真结果表明Terminal滑模应用于动能拦截器精确末制导律设计中的有效性,较之传统的比例导引和变结构制导方法,能有效抑制视线的发散,对目标机动具有更强的鲁棒性,并具有更高的拦截精度。     

空空导弹末端制导变结构导引律研究

 空空导弹末端控制(Endgame)段适用的导引规律,必须确保在目标实施最佳逃逸策略时,导弹以最小的脱靶量命中它。由于目标机动特性较难掌握,为了提高导弹的命中精度,在实际工程设计中,要求导弹飞行控制系统具有更高的机动过载和更小的时间常数。而直接力控制技术的引入,可明显提高导弹最大可用过载,减小导弹飞控系统时间常数。本文以比例导引律为基础,将目标机动视为未知的有界干扰,设计一种变结构导引律,利用变结构控制系统的干扰不变特性,克服目标机动的影响,实现目标有界机动条件下视线角速度的零化,使导弹飞行弹道在制导过程的中后段呈现出平行接近法的特性,以改善导弹制导性能。经对制导回路进行稳定性分析,对具有直接力控制与不具有直接力控制的制导系统分别进行仿真分析,表明在Endgame中,变结构导引律比一般的比例导引律脱靶量更小,引入直接力控制后效果更为明显。     

舰载飞机自动着舰仿真系统建模

舰载飞机自动着舰系统建模是现代航空母舰舰载飞机系统的关键技术之一,是构建舰载飞机着舰仿真系统的核心内容.围绕舰载飞机自动着舰引导和控制结构,分别建立了海浪和航母甲板运动、舰尾流、甲板运动补偿模型和舰载飞机引导控制等关键数学模型;最后采用模块化设计思想,按照舰载飞机着舰仿真系统各部分功能划分了软件模块,定义了各模块输入、输出关系;构建了仿真程序流程,完成了舰载飞机自动着舰仿真系统设计.     

带碰撞角约束的高速飞行器小速度比交会制导律

针对目标飞行器速度较大引起的拦截器与目标速度比小于1的空间交会问题,建立拦截器与目标交会的三维运动模型,分析共面运动的碰撞角对相对速度及有效碰撞面积的影响并讨论交会的速度比条件. 基于初始预测的目标速度信息,根据准平行接近原则将碰撞角约束转化为交会过程中的视线角约束,应用变结构控制设计带视线角约束的三维制导律并分析其稳定性. 结果显示,设计的制导律不仅使视线角速率逼近于0,还可以实现以期望的碰撞角实施交会,并且对预测的目标速度偏差具有较强的鲁棒性.      

基于V型轨道的电磁悬浮列车的悬浮导向技术

提出一种基于V型轨道的电磁悬浮(electro-magneticsuspension,EMS)型磁浮列车结构,该结构采用一套车载磁体及地面长定子线圈实现悬浮导向和牵引功能.首先,建立该结构列车平面运动的动力学模型,分析得出其含悬浮、导向和滚动运动在内的开环系统是不稳定的,但均可控.其次,根据其悬浮运动独立,而导向和滚动运动相互耦合的特性,提出独立设计悬浮控制器、导向和滚动控制器的控制策略.最后,针对某设计例构造反馈控制器.仿真结果表明,悬浮、导向及滚动运动都可实现稳定控制,同时验证了基于V型轨道由一套磁体同时实现悬浮导向和牵引的可行性.     

潜艇操纵运动的变结构控制

以潜艇操纵运动为对象，用变结构控制方法设计了一种潜艇空间运动的联合控制系统，其中水平面控制系统能对横摇运动施以主动控制，垂直面控制系统采用了自由递阶设计思想，可以有效地抑制运动耦合效应引起的干扰．系统仿真表明，所设计的控制系统动态品质良好，有较强的鲁棒性     

电视制导微型导弹制导律设计与仿真

适应微型导弹的发展趋势,研究地基电视制导微型导弹的制导方案的设计。以高精度微型导弹为对象,建立了导弹在铅垂平面内的运动方程组。针对电视导引头的工作原理,设计了初制导为程序制导、末制导为比例制导的复合制导方案,并基于MATLAB/Simulink的仿真平台,采用模块化的建模思想建立了仿真模型。通过计算机仿真,验证了所设计的制导方案的可行性和制导精度。