导弹控制系统仿真技术

简要回顾了仿真技术在导弹武器系统研制和性能鉴定中日趋重要的地位的演变过程,以美国红外成像和毫米波寻的制导半物实仿真系统为例说明了世界发达国家对导弹控制系统仿真技术的高度重视,针对我国导弹控制系统仿真技术的发展现状提出了三个重点发展方向。     

制导兵器鉴定试验中的仿真技术应用

常规兵器日益向制导化方向发展,由此带来一些新的技术特点,给制导兵器鉴定试验提出了试验经费、试验方法等多方面的新课题。论述了制导兵器鉴定试验方法需要采用仿真技术的必要性,以及飞行试验在制导兵器性能评定中存在的问题;介绍了仿真技术、数学仿真技术及半实物仿真技术的发展历史及其在制导兵器鉴定试验中的应用价值;阐述了国家靶场应用半实物仿真技术的对策和前景。     

基于支持向量机的导弹动力系统动态过程仿真

为了对导弹动力系统动态过程进行仿真,研究了基于支持向量机方法的动态仿真技术。仿真结果与试车数据比较表明,支持向量机对发动机推力的动态变化过程进行了很好的仿真;与基于神经网络的计算结果比较表明,该模型的计算时间短、精度高,可用于液体火箭推进系统的实时状态监控、故障诊断及控制系统设计等方面。     

仿真技术在防空导弹武器系统研制中的应用

本文扼要地说明了仿真技术在防空导弹武器研制中的应用.首先介绍武器系统仿真的发展历程和系统仿真的作用和效益,接着介绍防空导弹武器系统仿真的应用方面,仿真建模原则,模型验证和确认有效,并以射频寻的制导半实物仿真系统为例说明系统总体设计应考虑的问题,最后提出了武器系统仿真研究应开展的一些技术工作方向.     

dSPACE实时仿真平台软件环境及应用

从某种角度上来说,一个国家的半实物仿真技术的发展水平代表了其整体的科技实力。主要介绍了dSPACE实时仿真平台的优点及其软件环境,它包括代码生成及下载软件和测试软件;阐述了基于dSPACE进行控制系统开发的步骤,它比较传统的方法具有方便、高效、精确等优越性;以此为契机,具体应用dSPACE仿真平台进行了某型反航导弹控制系统半实物仿真的开发,结果证明此次仿真实验是比较成功的。     

环境影响下成像制导导弹半实物仿真技术研究

研究成像制导导弹半实物仿真系统结构,以及在半实物仿真中体现大气环境的影响.采用SIMULINK建立了导弹动力学模型,并考虑模型与大气环境的交互,利用MATLAB/RTW生成可运行于VxWorks实时操作系统上的代码.设计了基于VxWorks实时操作系统与BerkeleyDB实时数据库的大气环境数据库,为导弹动力学模型的实时解算提供大气环境数据服务.利用MODTRAN开发了大气透过率与程辐射数据库,并对大气辐射传输对传感器成像的影响进行建模.仿真结果表明,该系统在满足实时性的同时,体现了大气环境对成像制导导弹的影响.     

突防导弹机动、制导与控制一体化设计

为提高导弹的突防能力,提出了一种机动、制导与控制一体化设计的方法。根据运动跟踪变结构控制理论设计了机动与导引协调的制导律。对于导弹飞行过程中存在的强耦合、快时变以及气动参数摄动引起的不确定性等问题,采用自抗扰控制技术设计制导与控制一体化系统。研究结果表明:设计的一体化系统解除了传统制导律对导弹机动性能的约束,显著地提高了导弹的机动灵活性和弹道的复杂程度;一体化控制系统具有良好的动态特性和很强的鲁棒性,能够适应复杂战场环境下的突防需求。     

先进的制导仿真实验室

先进制导仿真实验室(AGSL)是用于导弹闭合回路半实物(HWIL)仿真的现代化设施。它包括一个五轴飞行运动模拟器(FHS),一个计算机图象生成系统(CIG)和一个红外场景投影机(IRSP)。由于电子联合公司(EAI)的Simftar计算机和先进制导仿真实验室的结合,使得马丁-马里埃塔电子,信息和导弹系统公司能够提供实时的半实物仿真和人在回路(MIL)的仿真,以便进行武器和火控系统的设计,分析和试验。先进制导仿真实验室和技术计算中心(TCC)的仿真测试实验室(STL)之间通过一条光纤线路连接。通过这条线路可以在这个远程实验室中使用PT-2000和其它先进制导仿真实验室的设备进行人在回路和半实物仿真的研究。     

基于动态逆和状态观测的制导控制一体化设计

针对空地导弹的制导控制一体化设计问题,给出了基于扩张状态观测器的动态逆设计方法。建立了导弹纵向通道的制导控制一体化模型,使用动态逆方法对导弹进行了制导控制一体化设计。为克服动态逆方法的缺陷,将制导控制系统的建模误差和未知扰动皆视为不确定性,设计了扩张状态观测器并对其进行估计。仿真结果表明,该方法具有较高的制导控制精度,并满足攻击角约束。     

攻防对抗实时仿真系统设计

针对地基导弹拦截高速高空目标进行了攻防对抗实时数学仿真设计.首先介绍了攻防对抗数学模型及几种中制导段导引律,并针对不同目标情况进行仿真,比较分析了几种导引律对拦截弹初始对准角和命中率的影响;引入实时仿真界面及实时动态演示系统对仿真过程和结果进行控制、显示和检测;最后进行结果分析并给出结论.该仿真系统的设计完成了系统建模、制导律设计、可视化演示,具有一定的工程实用性.     

地空导弹制导控制系统仿真设计、验证和确认

地空导弹制导控制系统仿真,贯穿制导控制系统研制的全部过程.仿真软件的设计、验证和确认关系到仿真的合理性、正确性和高效性.主要从工程应用角度出发,采用模块化软件设计思想,选择Fortran和Matlab∕Simulink仿真工具混合编程, 简化数学模型、统一计算步长,初步完成仿真软件的设计.在此基础上,核查全套程序,初步判断计算结果的正确性,然后进行手工复算、功能检查来验证(Verification)模型,最后分别通过仿真结果与实际飞行试验结果相比较的主观方法和Their不等式系数法(TIC法) 、秩和检验法的静态一致性检验以及功率谱估计法的动态一致性检验的统计检验方法来确认(Validation)模型,从而较好地解决了仿真软件的设计、验证和确认问题.     

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     

实时作战软件的看门狗技术

看门狗是实时作战软件的一种重要的软件容错技术。本文在介绍实时作战软件的特点和运行环境的基础上，提出了看门狗的设计方案和实现方法；尤其是提出了一、二类及三类监测处理的设计思想，用于解决超时和死循环问题。     

基于Xsim平台的防空导弹武器系统仿真平台设计

以系统仿真技术在防空导弹武器系统的方案论证、优化设计、飞行试验预测、作战效能评估等方面中的应用为背景,提出了一种基于Xsim平台的防空导弹武器系统仿真平台设计方法。论述了该平台的总体架构设计、模型设计以及仿真流程设计,给出了设计思路。完成了某防空导弹武器系统仿真平台的应用开发,实践表明该平台可以较好的开展防空导弹武器系统作战过程仿真,可用于支撑防空武器装备各阶段的仿真工作,提升复杂战场环境下防空武器装备研发论证及设计能力。     

某导弹引信安全控制系统的动态过程仿真

某导弹引信安全控制系统是一个离散事件驱动的过程控制系统。本文以该系统安全性评估的仿真需求为背景，介绍了在MATLAB建树仿真环境中建立虚拟系统、设计虚拟飞行试验、进行动态过程仿真和故障仿真的方法，并给出系统结构模型、虚拟系统模型以及动态过程仿真和故障仿真结果。     

空空导弹红外成像制导系统仿真研究

围绕着红外成像空空导弹制导跟踪算法研究和评估的需要,提出了一种红外成像制导系统仿真实现的方法.方法采用空气动力学开源软件FlightGear和计算机图形学的函数库,在仿真中采用目标和导弹的六自由度模型,提供了必要的目标和导弹的动力学特性以及目标红外辐射特性.仿真系统中每个模块都可以根据自己的研究需要加载不同的算法,而且对不同的导引头设置起来很简单,有效保证导弹制导系统制导和跟踪算法的研究和调试需要.目前该系统已在某型红外成像空空导弹的制导系统跟踪算法研究中获得应用,并取得了很好的效果.     

基于反演滑模控制的导弹制导控制一体化设计

针对传统制导和控制分开设计在拦截高速机动目标时的不足,给出了一种反演滑模一体化制导控制算法。首先利用微分几何理论,建立了一体化制导控制模型;然后根据平行接近原理,基于滑模控制和反演法,设计了一种反演滑模控制的导弹制导控制一体化算法;最后基于Lyapunov理论证明了系统的稳定性。数值仿真结果表明,所给出的一体化制导控制方法能够克服未建模的不确定性和目标机动干扰,具有较强的鲁棒性。     

基于大气数据传感器的协同制导控制方法

为研究多弹协同攻击的低成本实现问题,提出一种基于大气数据传感器的捷联导弹协同制导控制方法。首先,对协同制导控制中的状态反馈信息进行分析。然后,研究使用攻角传感器和皮托管代替陀螺仪提供制导控制所需的角度反馈信息的可行性,结合协同制导算法与自动驾驶仪设计方法研究基于大气数据传感器的协同制导控制方法。最后,对该方法进行初步的数值仿真验证。理论分析和仿真结果表明,基于大气数据传感器的捷联导弹协同制导控制具有理论可行性。     

基于大气数据传感器的协同制导控制方法

为研究多弹协同攻击的低成本实现问题,提出一种基于大气数据传感器的捷联导弹协同制导控制方法。首先,对协同制导控制中的状态反馈信息进行分析。然后,研究使用攻角传感器和皮托管代替陀螺仪提供制导控制所需的角度反馈信息的可行性,结合协同制导算法与自动驾驶仪设计方法研究基于大气数据传感器的协同制导控制方法。最后,对该方法进行初步的数值仿真验证。理论分析和仿真结果表明,基于大气数据传感器的捷联导弹协同制导控制具有理论可行性。