一种基于过重力补偿的双角度约束制导律研究

为保证被动寻的导弹在较低的平飞弹道情况下实现对坦克目标的最佳毁伤效果,设计了一种提升末端落角的修正比例导引制导律。在传统比例导引的基础上加入过重力补偿的修正项,同时考虑导引头框架角的约束,实现对导引头框架角约束下的大角度攻击。仿真表明,该导引律能在满足导引头框架角约束的条件下以大落角命中坦克目标。     

拦截高速机动目标偏置比例制导律研究

针对制导过程中碰撞角约束问题,提出了一种偏置比例导引律。该导引律采用时变的自适应导航比,兼备了顺轨和逆轨拦截能力,并可拦截高速机动目标和低速机动目标。针对机动目标推导了时变偏置角速率偏差的平面解析解,并且给出了自适应导航比的表达式;将平面制导律向三维扩展,给出了二维加速度与三维总加速度的计算关系,提出了三维期望碰撞角的实现方法。通过与3种导引律对比,验证了所提出导引律在碰撞角误差、脱靶量和控制力等方面均有优势。     

一种满足布鲁斯特角约束的导引律研究

雷达导引头测量超低空目标时,多路径效应严重,测量精度下降,制导精度严重恶化。当擦地角在布鲁斯特角附近时,地海杂波反射系数最小,导引头测量精度较高。经典比例导引律并不约束视线角,提出了一种改进的比例导引律。仿真表明,采用这种改进的比例导引律能够约束视线角在布鲁斯特角附近,并且能保证对制导精度不产生明显影响。     

视场角限制下导弹协同攻击导引律设计

为实现多枚导弹协同攻击目标，提出视场角限制下攻击时间角度控制导引律。通过在传统比例导引上增加两项偏置项，推导出一种新型攻击时间和角度控制的导引律，并用Lyapunov理论证明其稳定性。针对导弹大机动下视场角可能超过导引头视场角范围而丢失目标的问题，将用于角度控制的偏置项分为三个阶段，设计了导引头视场角限制下的导引过程。仿真结果表明：所设计的导引律可以将视场角限制在导引头视场角范围内，实现不同位置下的多枚导弹以指定角度同一时间攻击目标，达到导弹协同攻击的效果。     

飞行器三维偏置制导律研究

偏置制导律是一种修正的比例导引律。交会条件下的某些特殊应用中存在目标点与瞄准点不一致的问题,要求飞行器在目标点旁偏置一段距离从而攻击瞄准点,且在偏置过程中提出终端攻击角约束的需求。为了有效地杀伤目标,通过在三维平面内重新设计偏置项,提出了一种改进的比例导引律。仿真表明,该导引律在保证偏置距离的同时达到期望的视线角。     

反坦克导弹带落角约束滑模导引律研究

为增大反坦克导弹终端落角,提高战斗部的毁伤效能,基于终端滑模控制理论,及弹目相对运动模型,选取弹目相对速度偏角作为滑模面,同时引入落角约束项,结合快速幂次趋近律,推导出了一种带落角约束的滑模导引律。采用有限时间控制理论对导引律的稳定性和有限时间收敛特性进行了证明。最后基于弹道仿真,将该导引律与带落角约束的偏置比例导引律进行了对比仿真分析,结果表明该导引律能够满足制导精度和末端落角约束的要求,脱靶量更小,落角控制精度更高,鲁棒性更强。     

基于预测碰撞点带落角约束的导引律设计

为提高导弹导引精度,增强对落角的控制,针对带倾角运动的目标,推导了攻击运动目标带落角约束的偏置比例导引律。通过在偏置项中加入导弹-目标的相对运动状态,实现对带倾角运动目标指定角度攻击;考虑到导弹带落角约束攻击运动目标时传统剩余飞行时间估计精度不高的问题,通过对弹目碰撞点的预测,在推导的导引律基础上设计了基于预测碰撞点的剩余飞行时间估计方法。仿真结果表明:在不同的落角约束下,设计的基于预测碰撞点的剩余飞行时间估计方法估计精准;推导的攻击运动目标带落角约束的偏置比例导引律攻击精度高,对落角控制强,过载分布合理。     

带落角约束三维导引律在反坦克导弹上的应用

针对现代作战环境不仅希望反坦克导弹脱靶量最小,还希望导弹命中目标时姿态最佳的问题,对传统比例导引律和带落角约束的比例导引律进行了研究,并提出了带有碰撞角约束的三维比例导引律,即在俯仰通道采用带落角约束的比例导引,在偏航通道采用传统比例导引。最后以某型自寻的反坦克导弹制导控制系统的设计为背景,通过结合导弹总体参数,建立弹体运动数学模型、制导控制系统模型、舵机模型等,并利用Simulink对其进行了仿真。仿真表明,2种导引律结合运算的方法不仅易于实现,而且具有精度高、落角变化范围大,过载小的优点。     

考虑弹体动态特性的机动效率约束导引律

针对考虑交会角和过载约束导引律在大机动时能量损失大的问题,提出一种考虑导弹机动效率的多约束制导律。应用最优二次型原理推导出考虑一阶弹体延迟的时变导引系数闭环次优制导形式,将导弹机动时刻阻力系数引入时变权系数,并通过迭代确定机动效率约束边界。将时变约束表示成剩余时间与弹体延迟时间的函数,代入制导指令,进行弹道仿真。结果表明,对于常值与机动目标,文中制导律与过载约束导引律同只考虑交会角约束的导引律相比,对目标均能实现末端弹道成型要求,而考虑机动效率的制导指令分配更为合理,在避免指令加速度饱和的同时有效降低了拦截末端速度损耗,提高制导精度与毁伤效果。且该制导律中时变权系数无须配平求解,在保证精度的同时极大地提高了迭代速度。     

具有捷联导引头战术武器的制导规律设计

大多数现代战术制导武器用比例导引（PN）作为末制导规律,并且用惯性稳定的常平架导引头来提供制导信息。然而在导引头技术的最近发展中包括了具有大得多的视场的导引头和不要求导引头中心线指在目标的中心附近的跟踪特性。这样,这类导引头可以固联在武器上并且仍能保持目标在他们的视场内。这些捷联导引头能够消除常平架系统的跟踪速率限制和结构限制,同时降低了设备和标定的机械复杂性。然而用捷联导引头不可能直接测量出惯性视线速率,因此必须研究另一种的制导和滤波技术。这种研究的特殊任务是为在空对地（A/S）战术制导武器上有效地使用捷联导引头,确定关于制导规律结构,信号处理技术和可达到的导引头和敏感器的精度要求的最好结合。这篇报告讨伦了各种滤波技术和制导规律设计,其中包括直接比例导引,追踪制导,动态超前量制导,比例导引和追踪制导的结合制导,和一种新的方法——自适应比例导引。这种新方案使用了一种振动信号去测量和校正导引头的增益误差,并克服了和大多数其它方法有关的稳定性问题。已证明这种新方案的性能可以和常平架导引头的比例导引相比美。     

基于旋量方法的高超声速飞行器三维非线性伪最优制导律设计

针对高超声速飞行器制导过程中的通道耦合问题,设计一种基于旋量方法的三维非线性伪最优制导律。引入角度矢量、视线旋量、视线旋量速度等概念,通过等价性证明,得出视线旋量、视线旋量速度控制分别与视线方位、视线角速度控制具有一致性的结论,从而将制导问题转化为视线旋量和旋量速度的控制问题;基于旋量方法构建弹目视线旋量、视线旋量速度模型,构建得到飞行器制导的三维非线性模型;为避免直接求解Riccati微分方程过程的复杂性,引入伪控制变量,将三维非线性制导模型转化为线性制导模型;分别针对无终端约束和有终端约束情况,基于二次型最优方法得到三维非线性伪最优制导律。该制导律避免了通道解耦,其制导参数又满足一定物理意义下的最优性。仿真结果验证了所设计制导律的有效性。     

真比例导引律的降维分析方法

提出了三维真比例导引律的降维分析方法。首先研究视线的运动规律,提出了视线的两种旋转角速度及其计算方法,建立了视线运动方程与新的弹目相对运动方程。其次通过对弹目相对运动的分析,发现在三维空间中存在视线瞬时旋转平面,可以在该平面内构造二维制导律,以应用于三维拦截问题的制导控制。然后将空间真比例导引律不加任何近似与线性化直接引入视线瞬时旋转平面,使其维度从三维降为二维,并对其制导特性进行了分析。最后通过仿真对比分析,验证了真比例导引律降维分析方法的有效性。     

用Matlab实现减摇鳍模糊控制器仿真

基于Conolly理论建立了船舶模型,以横摇角和横摇角速度为输入量,鳍角为输出量,应用模糊控制理论设计了减摇鳍模糊控制器;利用Matlab的fuzzylogic工具箱针对不同海情对控制器进行了仿真.结果表明,减摇鳍模糊控制器与传统PID控制器相比具有更好的控制效果.     

三维运动控制技术的研究与实现

研究了维场景中对象的动画实现技术,根据三维场景中对象的旋转、位移和缩放3个属性,利用关键帧的线性插值技术实现三维场景动画。使三维动画的编辑速度得到提高,并可脱离编辑平台运行。利用Python脚本动态载入的运行特点,将三维编辑平台里关键帧的数据转化为脚本文件,由脚本来控制场景对象的运动属性,再通过接口程序来动态加载脚本文件,实现三维场景动画的发布,很好地解决了三维动画的快速编辑,脱离编辑平台运行等问题。     

USB角度位置数据采集仪的设计与实现

为解决控制系统中角度位置信号实时测量、分析手段缺乏的问题,设计基于USB技术的便携式角度位置数据采集仪。该设计采用专用轴角转换模块、高性能单片机和USB接口芯片为硬件平台,通过采集分析软件的开发,实现了多通道组合轴角数据采集、显示和存储功能。单片机模拟DMA总线时序技术有效提高数据传输速率,较好地满足了实际测量的需要。     

激光成像雷达空间目标探测与识别技术

研究了激光三维成像雷达在动能拦截器空间目标探测与识别方面的应用。首先介绍了激光3D成像雷达系统基本原理,然后设计了激光3D成像雷达目标识别的工作流程,最后提出了基于旋转图像转换的3D目标识别算法。进一步探索了红外+LADAR主被动复合光学成像导引头在空天防御拦截武器目标探测与识别的应用,分析了复合光学导引头的关键技术,给出了相应的成像结果。     

多约束下的高超声速飞行器三维非线性自适应末制导律

面向多约束下高超声速飞行器末制导过程中的通道耦合、参数扰动、模型失配等突出问题,设计一种适于高超声速飞行器的三维非线性自适应末制导律。为了模型描述的完整性和简洁性,引入视线旋量和旋量速度的概念,并基于此建立三维制导参考模型和实际系统的表达式;为了保证制导律的鲁棒性和自适应性,基于自适应控制理论,设计一种三维非线性自适应制导律;通过数学推导证明了该制导律的稳定性。该制导律能够从理论上克服高超声速飞行器末制导面临的通道耦合、参数扰动、模型失配等突出问题,满足多约束制导要求。仿真结果验证了所设计制导律的有效性。     

小口径舰炮武器系统作战效能评估模型研究

通过对小口径舰炮武器系统的分析,建立小口径舰炮武器系统作战效能评估指标体系,得到基于"串/并联"模型框架的作战效能评估A.D.C扩展模型E=A.D.C.S.通过某型小口径舰炮武器系统的实例计算验证了模型的正确性,并得出分析结论.     

基于摄影图像的三维信息提取技术研究

通过摄影成像的坐标系统与三维坐标计算方法的研究 ,应用“特征点选取 ,多角度摄影 ,对应点匹配”图象测试模型特征点标记的匹配法 ,给出了在桨叶型值点精度测试中的试验结果 ,并对桨叶应力试验图像测试的精度与灵敏度作了分析     

飞行模拟系统中分布交互式视景的设计与实现

分布交互式视景是飞行模拟系统中的重要组成部分,是实现多机单通道（多通道）联网编队飞行的基础。提出了一种基于Mantis的分布交互式视景仿真系统,对视景系统的视景数据库、视景控制程序及网络结构进行了总体设计,构建了一个具有基本仿真功能,并且相对通用的分布式可视化实时视景仿真系统。并对多通道视景的同步、模拟器之间的时空一致性和三维模型简化等关键技术进行了研究与实现。该系统已经应用于实践,实现了直升机模拟器之间在同一环境下的联网飞行,并且取得了预期的视觉效果。