自行高炮模拟仿真实验平台设计与实现

自行高炮模拟仿真实验平台可应用于火控原理教学和装备科研等场合。该实验平台以某型高炮构建解算模型,采用实物和半实物仿真的方法,以实际车体模型为运动载体,集成了导航、姿态测量系统、目标探测系统和武器系统的实体模型,在仿真火控计算机的控制下,可实现目标搜索、截获、电视自动跟踪、目标运动参数求取和射击诸元计算与输出等功能,同时,可处理车体姿态信息,实现瞄准线和武器线的稳定。该平台运动载体可以自动驾驶或遥控驾驶,配合仿真道路模拟车体姿态的变化,可以仿真短停射击和行进间射击等战术动作。     

导引头驱动的三维场景模拟技术研究

为检验导引头的捕获、跟踪性能研制了一个三维场景模拟系统,它克服了野外实验的种种弊端.重点载入外部的导引头航迹和姿态数据,通过建立相应的数学模型实时模拟导引头运动引起的场景变化.同时,利用双缓存技术以及精确定时器的选用等实现系统实时性,并通过帧速率法得到了检验.与其他模拟系统相比,本系统具有2个特色:场景的模拟是由导引头数据驱动的;此模拟是实时的.实验结果证明本系统可以很好的满足实际的需要.     

自行高炮车体姿态测量误差对射击诸元影响分析

根据火控系统的基本原理,建立了火控系统解算射击诸元的模型,对自行高炮车体姿态测量误差对高炮射击诸元的影响进行了数学建模与仿真分析。研究方法及结论可以为自行高炮车体姿态传感器的设计与选型提供参考。     

穿浪双体船迎浪纵向运动和阻力增值数值分析

针对穿浪双体船(WPC)航速高、航行姿态变化显著,传统方法难以准确预报其耐波性的现状,采用RANS方程及VOF算法模拟了船体兴波自由面,使用Overset技术实现了船体运动区域与周围流域物理量的插值求解,建立了穿浪双体船在波浪中运动及阻力增值计算方法,并通过计算结果与模型试验数据及切片法计算结果的对比发现,该方法较切片法预报精度显著提高,从而验证了该方法的有效性。数值计算结果还表明:该船波浪中的运动是以静水航行姿态为平衡位置的摇荡运动;不同波长时,阻力增值中摩擦阻力与压差阻力的贡献有所变化,在短波中(λ/L≤1.4),58.9%≤ΔRf/ΔRt≤72.4%,在长波中(λ/L1.4),59.9%≤ΔRp/ΔRt≤70.0%。     

空降车着陆缓冲过程车体动态应力仿真研究

为了研究空降车着陆缓冲过程车体结构冲击响应,建立了车体有限元模型,运用显式有限元方法,结合实车空投试验的冲击加速度数据,以力的形式模拟车体着陆缓冲过程所受的冲击,仿真得到普通、恶劣和极限3种工况下着陆缓冲过程车体应力分布。结果表明:在3种着陆工况下,空降车左后立柱底端均为应力最大位置。研究结果可为空降车空投寿命预测及装备保障提供依据。     

自行高炮单炮搜索雷达稳定问题的分析

本文对自行高炮体上的单炮搜索雷达所承受的各种运动扰动(如:车体航偏、炮塔回转运动、车体纵摇、车体横滚运动)进行了分析,并针对这些扰动提出了可行的稳定措施。     

基于四元数法的反辐射武器飞行仿真研究

在开发反辐射武器攻击目标的三维飞行仿真系统中或分析处理三维运动数据时,针对传统的运动姿态旋转方法存在计算繁琐、旋转不均匀性及平衡环锁定等局限问题,采用四元数法可以避免这些局限,并且几何意义明确,计算简单。因此,提出在飞行仿真系统中利用四元数法来实现反辐射武器的运动姿态及飞行速度矢量的旋转,在飞行仿真试验中实现了飞行轨迹变化光滑连续的合理效果,仿真结果表明四元数法简化了矢量旋转计算模型,优化了解算性能,能够很好地应用于反辐射武器飞行仿真试验中。     

某两栖车绕流场数值模拟研究及外形优化分析

运用多块混合网格,采用RNG湍流模型、流体体积法(VOF)和PISO算法对某型两栖侦察车带自由表面的粘性绕流场进行了数值模拟研究,数值方法采用相关试验数据进行了验证,误差在9%以内.针对模拟结果显示的影响其水动力特性的主要结构部位和外形参数进行了优化,并计算分析了轮穴、车体切角、车轮状态以及车首导流板对两栖车航行性能的影响.计算结果表明,改进后的车体绕流场特性得到了较大的改善,航速10km/h时减阻效果可达原车总阻力的69.2%,有效地提高了某型两栖侦察车的航行性能.     

两栖车辆形体优化数值模拟

针对两栖车辆水上行驶时,车体包络线对黏性阻力的影响问题,基于RANS方程结合k-ε湍流模型,利用"刚盖"假定,不计兴波阻力及来流湍流度的影响,进行了某两栖车车体模型静水航行的数值模拟.分析了车体在特定速度下,车体包络线的局部改变对黏压阻力系数和摩擦阻力系数的影响.通过分析对比模拟结果,提出了对车体局部细节的优化意见.     

冗余空间机器人基座姿态调整的笛卡尔路径规划

空间机器人系统的机械臂和基座之间存在着动力学耦合,为了保证笛卡尔路径规划的同时可以调整基座的姿态,文章以冗余自由度空间机器人为研究对象,首先建立了空间机器人系统的运动学方程;由于存在一定的冗余度,通过将基座姿态运动方程与广义雅可比矩阵组合得到扩展后的雅可比矩阵,实现了基座和机械臂运动的协调规划;最后讨论了基座姿态无扰路径规划,并与零空间法进行了对比。建立平面三自由度空间机器人系统,分别采用零空间法和扩展雅可比矩阵法进行了基座姿态无扰路径规划和基座姿态跟踪路径规划,仿真结果验证了方法的有效性。     

控制力矩陀螺的动态扫描成像卫星姿态控制

针对卫星动态扫描成像任务中的姿态控制问题,建立卫星姿态动力学模型,分析动态扫描成像任务对姿态控制的特殊需求。结合动态扫描成像任务需求提出一种典型的姿态机动方案,对姿态机动过程所需控制力矩进行估计。基于期望力矩和星体实时姿态设计一种俯仰机动控制律,并提出五棱锥构型陀螺群的操纵方案。针对某动态扫描成像任务卫星,对提出的控制律进行数值仿真。仿真结果证明所提方案可以满足卫星动态扫描成像的姿态控制要求。     

助推滑翔飞行器复合控制系统线性化小偏差运动方程推导与控制系统设计

助推滑翔技术是制导武器实现增加射程、提高机动突防能力的关键技术之一,对飞行器姿态控制有较高的要求,需要设计复合控制方式的姿态控制系统.针对采用空气舵与燃气舵联动控制的飞行器,建立了动力学模型,详细推导了完整的三通道线性化小偏差运动方程,结合典型弹道数据给出了动力系数图像,分析了助推滑翔弹道各飞行段中飞行器的稳定性,在此基础上选取再入段低空飞行特征点进行了姿控系统设计,仿真结果验证了线性化小偏差运动方程的正确性和控制系统的有效性,为进行此类飞行器的稳定性分析与姿态控制系统设计提供了有益的参考.     

摇摆观测误差对武器瞄准精度影响的理论分析

本文建立了舰艇摇摆观测误差转化成武器瞄准误差的过程模型。通过分析,得出了一些规律性的结论,并给出了便于工程运用的简化模型。     

舰船任意姿态下消磁系统电流变化关系

推导出舰船消磁系统电流在任意航向上有纵倾和横摇时的变化关系；利用主磁航向上消磁系统电流与各干扰量以及地磁场的联系，提出了在磁东航向上利用舰船横摇时消磁系统电流变化关系对垂向感应干扰进行分离的方法，为在同一地点实现对舰船消磁系统跨纬度区抗干扰调整提供了可能．     

单脉冲雷达低空多路径建模与仿真分析

雷达跟踪低空目标时,反射信号与直射信号一起(矢量相加后)进入雷达天线,从而引起回波信号在幅值和相位上的变化,造成严重的俯仰角测量误差.对多路径效应进行分析并建立了物理模型和数学仿真模型,根据实测数据与仿真结果进行对比分析,得到了多路径效应相关结论.     

防空武器火控系统对空中目标参数估计方法仿真

针对防空武器火控系统的特点,提出了一种防空武器火控系统对空中目标参数估计的方法,可以在不知道目标距离的条件下得到目标的航向角与俯仰角,实现对目标的被动式跟踪,对估计误差的统计特性进行了分析,仿真结果表明了该方法比传统的估计方法更加可行.     

舰艇姿态对雷达测量误差的影响分析

为了研究舰艇姿态对雷达测量误差的影响,分析了雷达测量过程中引入舰艇姿态误差的机理.。采用对误差传递过程进行建模的方法,建立了包含舰艇姿态因素的雷达测量误差模型。通过该模型分析了舰艇姿态角误差对雷达测量目标距离、方位角和高低角误差的不同影响,得出雷达测距误差不受姿态角误差影响,方位角误差与艏向角误差呈线性关系,高低角误差受纵摇角与横摇角误差影响,并随目标方位按正弦规律变化的结论。计算机仿真结果验证了结论的正确性。     

一类装甲车辆对不平路面的激励响应模型

研究内容为(轮式、履带)车辆在不平路面行驶和通过障碍时的平顺性问题。利用状态方程法建立了包括随机和确定路面轮廓、3维车体等较为通用的车辆行驶平顺性模型。并针对行驶振动中车轮与悬架的碰撞建立了专门模型。对某型装甲车辆进行了计算机仿真和验证,对模型的精度和有效性进行检验和评估。结果表明所建立的车辆-地面系统模型是有效的。该模型和建模采用的方法为装甲车辆的系统设计和动力学分析提供了一条途径。     

基于十字靶标的人控交会对接仿真

为了减轻航天员的负担,提高人控对接成功率,建立人控交会对接仿真系统是很有必要的。通过对追踪飞行器和目标飞行器的动力学模型分析,建立了人控交会对接仿真系统的基本框架,并基于十字靶标进行了相应的仿真实验。实验结果表明航天员经过一定的训练后,可以通过操作手柄控制追踪飞行器的位置和姿态,实现航天器的交会对接。为降低操作的复杂程度,航天员可以只进行位置控制,而把姿态控制交给自控系统,这样手控对接的成功率会更高。     

运载火箭姿控系统三通道Simulink建模与仿真分析

以某运载火箭为例,介绍了将姿控系统数学模型转化为Simulink三通道仿真模型的方法和过程;在仿真过程中涉及到时变系数的瞬时时间固化法,分析由此引起的计算数据局部振荡,并提出解决办法;分析了用Simulink为该大型系统建模时所遇到的代数循环问题,并加以解决。