机弹分离气动干扰对导弹自控终点散布影响仿真研究

提出了采用流场数值模拟和弹道仿真相结合对导弹自控终点侧向散布进行计算的新方法.运用动网格技术更新由于导弹与载机发生相对运动而导致的计算域的变化,将整个流场的解与六自由度运动方程的解进行耦舍,模拟计算了9个工况下机弹分离时导弹所受气动干扰力、姿态角和位置,分析了发射条件对导弹气动力、姿态角和位置的影响,并将其作为导弹弹道仿真初始参数,仿真计算了导弹的自控终点侧向散布.结果表明该型导弹与载机分离时产生的气动干扰对导弹飞行自控终点侧向散布影响较小,从而验证了该型导弹的发射可靠性.     

导弹自控终点散布与发射初始姿态关系建模研究

在给定导弹自控终点纵向散布的情况下,如何界定导弹的发射初始姿态域?是动基座发射的导弹武器系统必须面对的问题,它对确定导弹武器系统战术技术指标、发射方式和战斗使用等至关重要。文章通过设计正交试验表、弹道仿真和回归分析等技术途径,建立了导弹自控终点纵向散布和初始发射姿态之间的数学模型,依据此模型并给定导弹自控终点纵向散布,采用非线性规划方法,可获得初始姿态域。     

模糊控制技术在自动着舰控制系统中的应用

纵向引导控制律是舰载飞机自动着舰控制系统的核心。舰载飞机着舰环境存在极大的随机性,舰尾流和航母运动不断变化,传统PID纵向引导控制器因其控制器参数固定不变而缺乏灵活性和精确性。在传统的舰载飞机自动着舰PID控制器中引入模糊控制模块,构造模糊PID控制器,并依据飞行控制工程专家的经验构建模糊规则,可实现根据系统状况对控制器的参数进行在线最优调节。与传统PID控制器相比,可极大地提高舰载飞机着舰飞行轨迹精度,也一定程度改善了着舰飞行控制系统的鲁棒性。以F/A-18A为例进行自动着舰飞行仿真,结果表明应用模糊控制技术可以减小着舰误差,提高着舰品质。     

基于卫星目标指示的舰舰导弹可攻性研究

卫星目标指示是舰载反舰导弹超视距运用的一种新样式.在分析卫星目标数据误差形式的基础上,根据舰舰导弹的射击原理,建立了基于导弹弹道误差、目标位置误差、目标运动造成的误差、目标指示延迟时间的导弹-目标相对位置随机动态模型,可较准确地计算单个误差及多种误差条件下的目标捕捉概率,是分析计算卫星目标指示条件下舰舰导弹可攻性的有效方法.     

反舰导弹同时临空控制策略研究

针对反舰导弹同时到达实施饱和攻击的战术要求,首先基于控制导弹发射顺序和发射间隔时间的思路,在考虑海洋环境因素对导弹速度影响的条件下,提出了反舰导弹同时临空打击单舰和编队目标的临空时间协同方法;然后,基于通过航路规划控制导弹的飞行航程的思路,建立了航路对称计算模型和动态椭圆计算模型,提出了通过规划航程相等的航路实现导弹同时临空的控制方法,仿真结果表明:该方法可实现齐射的导弹以不同的飞行航路同时到达目标,解决了反舰攻击时发射平台须较长时间保持阵位的问题,提高了导弹攻击和兵力行动的效率。     

垂直发射武器与舰炮武器火力交叉的判断

针对现代水面舰艇舰载武器的发展趋势以及垂直发射武器的外弹道散布特性,研究解决垂直发射武器系统与舰炮武器系统之间火力交叉的判断求解问题。描述了垂直发射武器弹道散布体模型。在导弹的垂直上升段借鉴舰炮武器火力交叉判断模型进行判断;在转弯段利用迭代法求解理想弹道与舰炮瞄准轴线最短距离,并判断是否发生火力交叉。     

舰载直升机机舰配合过程仿真建模技术研究

基于用FLIGHTAB开发环境建立了直升机和舰艇之间的机舰配合系统仿真模型.按照相关要求开发了海面风场、甲板流场和舰船运动学系统仿真模型,编制了相关计算软件包,进行了机舰配合过程系统仿真的初步研究,并为舰载直升机训练模拟器配套了系统仿真软件.数学模型中包含直升机飞行动力学仿真模型、局部非定常舰面效应仿真模型、甲板流场仿真模型、海面紊流模型、舰船运动学数学仿真模型以及海面风场仿真模型,各模型定义在统一仿真空间内,实现了模型之间的时空无缝交联.基于上述仿真模型,开展了机舰动态配合仿真计算、舰面起降过程和包线分析计算,包括静态着舰过程及舰上操作仿真计算、机舰运动配合着舰等动态分析科目.该软件包已在舰载直升机综合任务训练模拟器上得到推广应用.     

舰尾流对舰载飞机下滑特性影响研究

舰载飞机在着舰过程中无法避免舰尾流的影响.舰尾流是舰载飞机着舰误差的主要来源之一,雄鸡尾流是舰尾流的主要组成部分.建立了雄鸡尾流模型,变化风场中的飞机运动模型.着重分析了舰载飞机在下滑过程中,雄鸡尾流对过载以及雄鸡尾流水平加速度、铅垂加速度对航迹角、下沉率和附加需用推力的影响.仿真说明了雄鸡尾流对舰载飞机着舰影响的严重性.     

海洋环境下舰载固体火箭发动机运动模型

通过分析海洋环境下的海浪特性,利用波能谱理论计算得到了一定海情下海浪波高随时间变化曲线.在此基础上,通过切片理论建立了舰船运动模型,并通过实测数据对模型精度进行了验证.利用该模型对舰船遭遇7级风浪、以航速14节和航向角135度在海上航行时的舰船运动进行了仿真计算,计算表明,这时舰船的横摇幅值要大于纵摇幅值,而横摇频率低于纵摇频率.通过推导舰载导弹发动机和舰船的坐标系转换矩阵,计算分析了舰载导弹的运动规律,结果表明在随船移动平衡坐标系下,舰载导弹沿x轴和y轴方向运动幅值小,而沿z轴方向运动幅值较大.     

机载导弹大机动弹射发射动力学特性分析

先进战机在大机动条件下需要实现导弹的内埋式弹射发射,战机大机动发射时导弹弹射分离参数偏离理想设计值,威胁导弹与载机的分离安全。采用理论仿真和试验相结合的方法对战机大机动下的导弹发射动力学进行研究。基于有限元法和柔性多体系统拉格朗日动力学方程并考虑发射系统刚柔气液耦合特性,建立了载机大机动条件性下的导弹弹射发射动力学模型,仿真分析了载机大机动时的离心力和科氏力对导弹弹射分离参数的影响。最后,通过发射试验进行了实际验证。仿真及试验结果表明:离心力有利于发射安全性,科氏力对发射安全性具有负面的影响,大机动发射时须考虑科氏力的影响。     

六自由度导弹制导系统的建模与仿真研究

战术导弹最优制导规律研究是提高导弹制导性能及精度的关键技术之一,需要进行理论研究和大量的仿真计算,以确定最优制导规律和控制系统参数。本文反导弹的空间运动状态用六自由度数学模型来描述,建立了六自由度的导弹运动模型、目标运动模型和相对运动模型等。研究出了进行战术导弹制导系统研究的六自由度仿真软件包,共由十多个模块组成。文中介绍了仿真软件的设计思想和程序结构。应用本仿真软件包可进行战术导弹制导规律专题研     

卷弧翼滚转导弹Lipschitz自适应轨迹线性化控制

根据非对称卷弧翼滚转导弹运动特点,建立了包含系统不确定参数、结构损伤干扰、观测噪声等因素的三通道有控运动模型,提出了一种基于Lipschitz自适应观测器补偿控制的轨迹线性化控制(trajectory linearization control,TLC)改进算法。根据时标分离原则将控制系统分为快慢两个回路并设计TLC控制器。通过求解线性矩阵不等式组的方法得出了非线性Lipschitz状态观测器,对未知干扰参数进行估计,并依据参数估计值和反馈的状态设计了干扰补偿控制律,从而改善了TLC算法性能。仿真实验表明,提出的改进算法可以使导弹姿态运动较好地跟踪控制指令,实现了导弹滚转运动和角运动控制的解耦,保证了导弹系统能够抑制气动/结构参数摄动、观测噪声和强突发未知干扰等情况的影响,提高了导弹姿态控制的鲁棒性和准确性。     

基于正态-逆伽马分布的反巡航导弹命中概率估计方法

有效估计反巡航导弹武器系统命中概率是确定反巡航导弹武器系统弹药消耗的基础, 反巡航导弹试验成本高, 导致数据不足, 给估计反巡航导弹武器系统的命中概率带来困难。本文以防空试验中靶面落点服从二维联合正态分布的现象为切入点, 结合巡航导弹等效矩形域的特点, 提出了基于正态-逆伽马分布的反巡航导弹武器系统命中概率估计方法。选取正态分布和逆伽马分布作为反巡航导弹武器系统命中概率特征参数的先验分布, 并通过贝叶斯分析方法得到相应的后验分布函数。采用参数估计得到先验分布中的超参数, 确定命中概率的最大后验估值, 示例表明了方法的可操作性, 具有广阔应用前景。     

红外成象自寻的导弹半实物仿真系统数学模型

在红外成象自寻的导弹半实物仿真系统精度分配中 ,各仿真设备对整个系统的仿真精度灵敏度难以计算。本文建立红外成象自寻的导弹半实物仿真系统数学模型 ,利用数学仿真实验和统计拟合成功地解决了这一难题 ;根据动力学基本定理、图象处理算法和国家仿真设备的规范标准建立了导弹、弹体三轴转台、目标二轴模拟转台、过载模拟器和红外成象系统的数学模型。所建模型 ,不进行刚体运动模型的线性化 ,充分考虑了转台各轴之间的耦合作用和红外成象技术的影响 ,更精确、更全面地反映了仿真系统的实际运行特性 ,并具有较强的通用性     

基于双曲线性修正斜距模型的弹载SAR成像方法

在弹载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)下降段成像中,由于弹体存在较大的俯冲下降速度和加速度,回波信号的二维频谱表示式难以有效获得,给后续成像处理带来困难。针对该问题,提出了一种基于双曲线性修正斜距模型的弹载SAR成像方法,通过构造双曲函数形式的斜距表示式并引入线性修正因子,对弹载SAR斜距历程进行合理近似|并以修正后的斜距式为基础,利用驻相点原理(principle of stationary phase, POSP)直接求解SAR回波信号的二维频谱|随后根据该频谱表示式设计有效的弹载SAR频域成像算法。该方法下的频谱推导较为简洁,所获得频谱的数学表达式清晰直观,利于成像分析和后续处理。最后的点目标成像仿真验证了该方法的有效性。     

自旋弹道导弹模型及运动特性分析

自旋是弹道导弹的一种新的突防手段,在助推段进行滚动飞行,可以减少强激光照射的驻留时间,有效对抗激光反导。但是导弹自旋会导致控制耦合、惯性耦合和气动耦合,而且会随着滚速的增加,耦合增强,俯仰和偏航通道的相互干扰会对自旋稳定飞行产生较大的影响。开展了这方面的初步研究,建立了自旋弹道导弹模型,通过时域的仿真初步分析了弹道导弹低滚速的滚动飞行特性,得到了有益的结论。     

基于演化熵的一维二值元胞自动机行为度量

为实现计算机自动识别和搜索特定类型的一维二值元胞自动机,通过计算其演化熵,实现了对一维二值元胞自动机动力学行为描述的度量,并给出了演化熵平面类型域与其不同动力学行为之间的对应关系,最后结合演化熵分析了不同的Langton参数下一维二值元胞自动机动力学行为的分布情况,发现一维二值元胞自动机的Langton参数在刻画其动力学行为时与普适规律不符,而具有以参数0.5为中心的对称性。     

箔条质心干扰对抗反舰导弹的决策仿真

通过分析质心干扰工作原理,给出了反舰导弹跟踪模型、舰船规避模型,箔条云运动模型及质心运动模型,并建立了基于三个约束条件的箔条质心干扰效果模型.最后利用Matlab对这个复杂的动态干扰过程进行仿真,并在此基础上分析了箔条质心干扰的效果与导弹威胁方向、干扰弹发射舷角、舰艇规避机动方向、作战海域的风速风向等要素之间的关系.     

采用本机智能机动策略增大越肩发射截获区

传统认为可通过改善导弹性能增大越肩发射截获区。深入研究越肩发射过程后，发现：目标和本机的运动是相互影响的，本机机动可以影响导弹对目标的截获。故提出可通过改善本机机动，即采用本机智能机动策略得到更大的越肩发射截获区。采用可视化数据挖掘，从过去越肩发射仿真数据中获取知识，通过采用模糊算法用所获取的知识改善本机机动策略，得到本机智能机动策略。在数字仿真中，通过采用这种智能的机动策略，本机的截获区比过去至少增大了122%。除了传统的通过提高导弹性能增大越肩发射截获区外，通过采用本机智能机动策略也能。