某火炮弹药高海拔环境弹道高变化测量研究

高海拔环境因素对火炮弹药弹道高影响程度测量与分析,一直是业界关注的重要研究方向。分析了高海拔环境对某武器射击的主要影响因素,针对某型火炮弹药,提出了高海拔山地环境弹道高测量方案,并根据弹道高测量结果,定量地研究分析了弹道高变化对火炮射程、射击精度和命中率的影响程度,为火炮高原射击外弹道测量问题提供了新的思路和方法。     

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。     

基于初速雷达数据外推的枪弹外弹道末段计算方法

目前对于枪弹的外弹道末段测试手段单一,捕获率较低,难以获取准确数据;初速雷达能够获得外弹道初始段测速数据,通过数据筛选保留高精度数据,应用弹道方程推导得出外弹道初始段与末段之间关系,获得外弹道末段数据;根据实际测量数据与计算结果表明,计算结果精度较高,可以应用。     

防暴弹低伸弹道实用解法

本文以外弹道基本方程为基础,导出求解防暴弹低速低伸弹道诸元的简化公式,为防暴式器提供了一种简便的外弹道解法,并可用于开发新型防暴武器中的外弹道设计.     

脉冲雷达的卫星发射主动段融合弹道精度评估

卫星发射任务时,脉冲雷达测量数据在主动段实时和事后数据融合处理中占有举足轻重的地位。目前,靶场实时和事后数据融合的主流算法是"UKF"和样条约束的EMBET算法,采用这两种方法把脉冲雷达与高精度测速雷达测量数据进行融合,研究和探讨中精度设备参加卫星测量任务数据融合的情况,并对融合弹道精度进行分析与评估。结果表明,实时与事后弹道解算精度能满足要求,特别在多测速弹道不满足精度要求时,加入脉冲雷达测量数据能显著提高弹道解算精度。     

滑翔飞行器多目标弹道优化的进化-配点混合求解策略

针对高超声速滑翔飞行器弹道多目标优化问题,综合考虑计算效率和精度,结合分解进化算法与配点法提出一种混合求解策略。根据滑翔飞行器动力学模型和弹道设计中需要考虑的约束条件,建立飞行器多目标弹道优化模型。利用控制量离散化方法将多目标弹道优化问题转化为带约束的多目标参数优化问题,并采用罚函数法处理约束条件,随后利用分解多目标进化算法进行求解。为了提高弹道优化的精度,将椭球聚合法与配点法相结合,以多目标进化算法得到的Pareto解作为初始解进行迭代求解。通过典型的复杂约束多目标弹道优化的算例表明,所提出的混合求解策略能够获得满足复杂约束要求的Pareto最优解集,实现有效的多目标弹道优化。     

基于摄动理论的落点预测算法研究

针对弹道修正控制系统需要实时进行落点预测的问题,分析了脉冲弹道修正弹弹道特点以及脉冲发动机点火条件,并根据摄动理论,提出了一种快速落点预测算法。该算法通过对标准弹道和扰动弹道的解算获取样本点,采用回归方法求解落点预测模型。并基于该落点预测算法,设计了一种适用于简易修正弹的弹道修正方案。六自由度弹道仿真结果表明,该落点预测算法精度达到控制系统的精度要求,采用该控制方法的弹道修正弹,落点散布误差也大幅降低。     

采用高超声速再入圆球的大气密度间接探测方法

针对现有大气密度探测方法的精度低、成本高、时空一致性差等不足,提出基于高超声速再入圆球的临近空间大气密度探测方法。根据再入运动方程沿弹道迭代计算大气密度值。仿真结果表明,该方法可测得高度90 km以下的大气密度,测量精度在6%以内。对带有偏心配重块的圆球建立沿弹道的六自由度运动分析模型,结合气动力热数值模拟确定了双天线罩布局方案;并进一步对带双天线罩的偏心圆球实现了沿弹道的热传导数值计算,提出热防护方案,证明了探测方案的可行性。提出的大气密度测量方法可以为建立临近空间高精度大气密度模型提供参考。     

弹道系数估计误差与雷达测量精度的关系

利用多普勒雷达的高精度测速信息,针对弹道导弹的再入过程,对弹道系数进行了仿真研究,分析了雷达的测量精度对弹道系数估计误差的影响.仿真结果表明,引入测速信息能大幅度提高弹道系数的估计精度,在一定的雷达测量精度下,基于弹道系数特性的识别速度快,精度高,简单直观,具有现实价值.     

近地快速交会调相策略设计与任务分析

基于我国2天交会对接方案,通过合理减少定轨、变轨参数计算与指令上传及不可测控区域占用的飞行圈次,建立了5圈快速交会对接的调相变轨方案,采用四脉冲修正特殊点变轨算法进行求解。给出了满足调相段终端控制精度所需要的定轨精度,分析了追踪航天器入轨精度、追踪航天器入轨远地点高度、目标轨道高度、调相段终端瞄准点等参数对最优初始相位角范围的影响规律。简要分析了为获得需要的初始相位角,目标航天器的调相策略及追踪航天器可能的发射机会。     

测控站布局对区域卫星导航系统的影响

建立区域卫星导航系统的测控网是卫星导航系统要解决的关键问题之一。讨论国内测控站的布设问题,采用网格计算方法分析国内测控站对导航星座的可观测性。引入位置精度衰减因子PDOP和定轨中的法矩阵条件数,分析测控网对导航星座的观测几何结构强度以及测站位置分布对轨道确定精度的影响,仿真结果表明,利用我国有限的国土跨度和航天测控资源可以确保对导航卫星的测控任务的完成。对在国外布设测控站进行讨论和仿真,结果说明位于国外的测控站(如可在澳大利亚的珀斯设站)的加入能明显改善观测的几何结构强度、提高导航卫星的轨道精度。     

高超声速再入轨迹跟踪控制的微分变换方法

针对多约束条件下高超声速飞行器再入制导问题,提出一种基于微分变换法求解最优反馈控制的全状态标准轨迹跟踪制导律。利用滚动时域控制方法设计易于在线执行的闭环跟踪制导策略,在每个制导周期内将标准轨迹跟踪问题转化为线性时变系统状态调节器问题,并通过最优控制理论进一步转化为两点边值问题,采用微分变换法进行求解获得最优反馈控制律。数值仿真表明微分变换法的引入有效解决了传统两点边值问题求解的数值不稳定性与耗时问题,所设计的闭环制导律对状态偏差与模型不确定性具有较强的鲁棒性,可为工程设计提供有益参考。     

基于Digital UNIX平台的实时数字引导实现方法

根据导弹飞行试验任务中对测控设备进行数字引导的实际需求,介绍了数字引导在飞行试验任务中的作用和基于Digital UNIX平台实现对测控设备数字引导的原理,从确保数字引导实时性、引导数据可靠性、引导外推点确定及修正引导方法四个方面介绍实现数字引导的关键技术,为导弹飞行试验任务中确保测量设备及时捕获和跟踪目标,成功地实现数字引导提供了实用的实现方法。     

Finite-time tracking control and vibration suppression based on the concept of virtual control force for flexible two-link space robot

The dynamic modeling, finite-time trajectory tracking control and vibration suppression of a flexible two-link space robot are studied. Firstly, the dynamic model of the system is established by combining Lagrange method with assumed mode method. In order to ensure that the base attitude and the joints of space robot can reach the desired positions within a limited time, a non-singular fast terminal sliding mode (NFTSM) controller is designed, which realizes the finite-time convergence of the trajectory tracking errors. Subsequently, for the sake of suppressing the vibrations of flexible links, a hybrid tra-jectory based on the concept of the virtual control force is developed, which can reflect the flexible modes and the trajectory tracking errors simultaneously. By modifying the original control scheme, a NFTSM hybrid controller is proposed. The hybrid control scheme can not only realized attitude stabili-zation and trajectory tracking of joints in finite time, but also provide a new method of vibration sup-pression. The simulation results verify the effectiveness of the designed hybrid control strategy.     

基于反步法的无人翼伞航迹跟踪控制

为实现无人翼伞飞行器的直线航迹跟踪控制,提出了一种基于模拟对象的可变增益反步跟踪控制方法。基于模拟对象方法得到翼伞飞行器的航迹跟踪误差模型,并针对该模型设计了可变增益反步跟踪控制律,在保证稳定性的同时提高了系统的跟踪精度。将控制器应用于无人翼伞飞行器平面航迹跟踪控制中,仿真实验表明,所设计的控制器可以实现航迹的精确跟踪,且具有很好的鲁棒性。     

用于闭环校射系统雷达跟踪弹丸的弹丸运动模型

以国产某型舰炮为例,结合动目标跟踪理论和外弹道理论,分析研究了弹丸运动的局部变化规律,提出了一种简化的弹丸运动数学模型,适用于闭环校射火炮武器系统火控雷达对弹丸目标的实时跟踪,可以有效地降低弹道滤波和预测的计算量并提高弹道滤波和预测的精度,使之满足武器系统对跟踪精度和处理速度的严格要求,具有重要的工程应用价值.     

面向多平台多目标协同跟踪的指派问题

针对多平台多目标协同跟踪中要求多个无人地面平台尽可能均匀地协同跟踪多个目标的特点,提出了改进的离散粒子群优化算法。首先采用连续型粒子群优化算法中的速度和位置迭代公式,然后对粒子位置进行离散编码,使粒子编码对应于可行的指派方案;其次,在优化算法中引入局部搜索,提高算法寻优性能。最后将所提算法应用于多平台多目标协同跟踪中的指派问题,并与未加入局部搜索的粒子群优化算法比较,仿真结果表明,加入局部搜索后的离散粒子群优化算法具有较好的寻优性能。     

一种无人地面车的轨迹跟踪控制方法

针对无人地面车辆经典轨迹跟踪控制方法的不足,提出了一种基于无人地面车辆运动学模型的轨迹跟踪控制算法。在算法中引入了位姿的纵坐标误差,以加快跟踪的逼近速度,并利用人工驾驶的思想,采用了一种位一姿交替控制的方法,使路径跟踪既准确又快速。仿真结果表明：该方法是有效的,且可使无人地面车具有更好的跟踪性能。     

高效率机动部署航空武器靶场关键技术和应用

为用户设计了一个航空武器试验靶场,具备空空、空地和地空导弹试验能力,可机动部署,具有易于运行和运维代价低的特点。靶场由载机遥测系统、测量雷达、光电跟踪系统、微波和光纤通信系统、靶机遥测站、指挥控制等6个子系统构成;指挥控制子系统之外的5个子系统均使用国产成熟产品。在总体方案和指挥控制子系统设计中,对互联集成方案、机动部署、试验航线设计和发布、自动化领航、自动化指挥决策等5项关键技术进行了着重优化。在实际应用中,全靶场运行仅需20多成员(不含飞行和机场机务人员),3天内完成新试验场部署和联调,对作战部队飞行员进行5架次航线训练后即进行实弹试验,2天内完成多发中程拦截和近距格斗空空导弹试验。     

高超声速滑翔飞行器变轨段自适应跟踪制导方法

针对高超声速滑翔飞行器变轨段大偏差条件下的标准轨迹跟踪问题,提出一种基于权值矩阵自适应修正的变轨段跟踪制导方法。分析了变轨段主要控制方式和标准轨迹特性;将简化的纵向运动方程在标准轨迹附近线性化;采用将误差项引进线性二次型性能指标加权矩阵的方式,设计了改进的权值自适应修正跟踪制导方法。CAV-H飞行器仿真分析表明,该方法能够实现高超声速滑翔飞行器变轨段高精度自适应跟踪制导,对初始及过程偏差具有良好的鲁棒性。