集中式舰炮武器系统不稳定分析与解决

研究了火炮随动控制机理,分析了架位量测方法导致系统不稳定的原因,提出了一种改进传统火炮架位量测的方法,针对此方法,提供了一种系统瞄准角误差补偿方法,以保证系统瞄准精度.通过仿真分析及工程验证,提出的方法不但较好地解决了系统的稳定性,而且保证了系统瞄准精度,具有重大的工程应用价值.     

瞄准线稳定精度试验方法研究

通过对目前观瞄仪的瞄准线稳定精度试验方法分析,认为现有的方法测试精度差、效率低,构建了一套由观瞄仪、三轴转台、平行光管、视频记录处理装置等组成的试验系统,提出了一种基于图像处理的瞄准线稳定精度试验方法,该方法在某型军方竞标试验中得到成功应用.     

瞄准线稳定精度的影响因素仿真

瞄准线稳定精度是直升机载稳瞄系统的关键技术指标之一,它影响着系统的其他关键性指标如照射精度、跟踪精度、作用距离等。因此提高瞄准线稳定精度是设计和研制机载稳瞄系统至关重要的一项任务。论文分析和研究了影响瞄准线稳定精度的因素,并采用Simulink建立数学模型,对瞄准线稳定精度的影响因素进行仿真分析,得到各因素对稳定精度的影响趋势,为机载稳瞄系统的设计工作提供了理论基础。     

自行火炮自动瞄准精度数据分析

通过自动瞄准精度的定义和测试方法简介,针对某自行火炮火控系统在自动瞄准精度测试中出现测量数据误差较大的现象,分析数据误差的原因,计算各种因素造成误差的大小,得出对自动瞄准精度影响最大的是车体姿态倾斜传感器误差、炮耳轴倾斜传感器的误差和炮耳轴与炮身轴线的不垂直度.鉴于此,自行火炮提出用火控软件的方法和工艺控制,减少自动瞄准误差和射击诸元装定误差,提高射击精度.     

基于Monte-Carlo方法的火炮瞄准校验系统精度评定

基于双经纬仪的火炮瞄准校验系统需要给出其校验精度,但传统的测量不确定度传递公式需要大量微分运算,校验精度计算很复杂,为此,提出了基于Monte-Carlo方法的火炮瞄准校验系统测量不确定度的评定。以调炮精度校验为例分析了校验系统的原理,结合调炮精度校验过程设计了基于Monte-Carlo方法的测量不确定度评定过程,分析比较了计算量的大小,并将评定结果与传统评定方法的结果进行比较。结果表明:二者一致性良好,Monte-Carlo方法能够完成对瞄准校验系统各校验项目的校验精度评定,并且简化了计算,节省了时间。     

火炮瞄准点分划计算方法

炮阵地赋予火炮基准射向的精度,在方向上直接影响射弹首群覆盖目标的实现。基于炮兵基本计算原理,提出了周视瞄准镜分划盘不动,指标动的概念,并提出火炮通用瞄准点分划计算公式,实验数据充分验证了此计算公式的正确性。利用此公式计算出的瞄准点分划来赋予火炮基准射向,可以排除使用方向盘时所带来的误差。利用此公式计算出的瞄准点分划可以直接给牵引火炮赋予基准射向,也可以检验自行火炮陀螺仪定向的精度。     

基于空间直线检测的地面火炮瞄准线偏移检测方法

依据瞄准线偏移的定义,分析了高低瞄准过程中瞄准线偏移的来源和已有的检测方法,提出了基于空间直线检测的地面火炮瞄准线偏移检测方法,并对检测原理进行论证。     

火炮远方瞄准点法误差分析研究

针对火炮方向瞄准时因周视瞄准镜与火炮回转中心不同心所造成的瞄准误差,使用几何建模方法对方向瞄准过程进行建模,并推导瞄准误差与标定点距离、装定角度和标定点位置之间的函数关系式。通过绘制和分析多组标定点距离、装定角度、标定点位置和瞄准误差数据图像,总结减小瞄准误差的若干方法。给出了装定角度、标定距离和对应瞄准误差极值之间的多项式拟合关系式,供相关人员使用。     

激光式头盔瞄准具瞄准线数学模型的建立

激光式头盔瞄准具具有结构简单、截获目标速度快、抗干扰能力强、便于实现光电转换的优点.为了进一步加深对激光式头盔瞄准/显示系统瞄准线解算技术的研究,建立了该系统瞄准线的数学模型,从而计算出头盔的方位角和俯仰角,并对相关的误差和系统的精度进行了分析估算,实践表明该模型对瞄准线的解算是完全满足要求的.     

基于仿真和实验的火炮射弹当量系数研究

火炮射弹当量换算系数是确定火炮身管寿命的关键参数,当量换算系数的计算目前是国内外火炮寿命研究领域的一个难题.有限元仿真分析可计算出实验无法或难以测量的数据,通过实验拟合出炮钢磨损速率的数学模型,结合有限元仿真计算和内弹道公式编程计算的结果,来计算火炮射弹当量换算系数.试验结果证明该方法计算的当量换算系数精度较高,能够满足实际使用要求.     

基于CSS的室内测距优化技术?

基于CSS（ Chirp Spread Spectrum，线性调频扩频）技术的无线测距是基于TOA（ time of arrival，到达时间）的测距方法，在室内应用中，存在较多的NLOS（ Non?Line of Sight，非视距）干扰，因此测距精度低。针对这个问题，对传统卡尔曼滤波进行改进，将NLOS误差加入状态向量进行估计，进行两步卡尔曼滤波，从而抑制NLOS误差对测距的影响。考虑到LOS（ Line of Sight，视距）和NLOS并存的情况，对两步卡尔曼滤波算法进行改进，在第二步滤波中对NLOS误差鉴别和滤波处理部分做出改进，并应用到测距系统中。实验表明，利用该测距优化方法，TOA测距的精度和抗干扰能力得到了明显的提高。     

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。     

星载干涉仪无源定位新方法及其误差分析

针对传统单星二维干涉仪测向定位存在的设备量大、易受通道间幅度/相位不一致性影响等缺点,提出了在单颗自旋卫星上只安装两个接收通道构成一维干涉仪,测量相位差变化率的无源定位新方法,采用了基于粒子群优化(PSO)的定位算法,分析了干涉仪转速以及旋转平面对定位性能的影响.结果表明,增大干涉仪转速有利于提高定位精度,为了使星下点周围各个方向上都有较好的定位精度,干涉仪旋转平面应与初始观测时刻卫星位置矢量垂直,PS0算法的定位精度能够接近定位误差的克拉美罗下限(CRLB).     

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。     

捷联导引头视线转率估计的交互式多模型样条滤波算法

针对捷联导引头测量信息的弹目惯性视线转率估计,提出了一种基于交互式多模型算法的样条滤波方法(IMM-SF)。基于体视线和惯性视线的映射关系解算惯性视线角,将其作为虚拟观测量进行滤波,设置多个过程噪声模型,每个模型分别采用样条滤波器进行滤波,IMM-SF滤波器的估值结果为各滤波器估值的加权综合。该方法不必对目标的未知机动建模,应用更加方便,并且可在交互式多模型算法的框架下自适应地调整滤波器的噪声。Monte-Carlo仿真结果表明该方法可有效估计视线转率,并可提高估值精度。     

Integrated guidance and control of guided projectile with multiple constraints based on fuzzy adaptive and dynamic surface

Based on fuzzy adaptive and dynamic surface (FADS), an integrated guidance and control (IGC) approach was proposed for large caliber naval gun guided projectile, which was robust to target maneuver, canard dynamic characteristics, and multiple constraints, such as impact angle, limited measurement of line of sight (LOS) angle rate and nonlinear saturation of canard deflection. Initially, a strict feedback cascade model of IGC in longitudinal plane was established, and extended state observer (ESO) was designed to estimate LOS angle rate and uncertain disturbances with unknown boundary inside and outside of system, including aerodynamic parameters perturbation, target maneuver and model errors. Secondly, aiming at zeroing LOS angle tracking error and LOS angle rate in finite time, a nonsingular terminal sliding mode (NTSM) was designed with adaptive exponential reaching law. Furthermore, combining with dynamic surface, which prevented the complex differential of virtual control laws, the fuzzy adaptive systems were designed to approximate observation errors of uncertain disturbances and to reduce chatter of control law. Finally, the adaptive Nussbaum gain function was introduced to compensate nonlinear saturation of canard deflection. The LOS angle tracking error and LOS angle rate were convergent in finite time and whole system states were uniform ultimately bounded, rigorously proven by Lyapunov stability theory. Hardware-in-the-loop simulation (HILS) and digital simulation experiments both showed FADS provided guided projectile with good guidance performance while striking targets with different maneuvering forms.     

Cooperative interception with fast multiple model adaptive estimation

For the case that two pursuers intercept an evasive target, the cooperative strategies and state estimation methods taken by pursuers can seriously affect the guidance accuracy for the target, which performs a bang For the case that two pursuers intercept an evasive target, the cooperative strategies and state estimation methods taken by pursuers can seriously affect the guidance accuracy for the target, which performs a bang-bang evasive maneuver with a random switching time. Combined Fast multiple model adaptive estimation (Fast MMAE) algorithm, the cooperative guidance law takes detection configuration affecting the accuracy of interception into consideration. Introduced the detection error model related to the line-of-sight (LOS) separation angle of two interceptors, an optimal cooperative guidance law solving the optimization problem is designed to modulate the LOS separation angle to reduce the estimation error and improve the interception performance. Due to the uncertainty of the target bang-bang maneuver switching time and the effective fitting of its multi-modal motion, Fast MMAE is introduced to identify its maneuver switching time and estimate the acceleration of the target to track and intercept the target accurately. The designed cooperative optimal guidance law with Fast MMAE has better estimation ability and interception performance than the traditional guidance law and estimation method via Monte Carlo simulation.     

一种高精度快速复合轴伺服系统分析─—数字位置差动瞄准线独立控制系统补充分析

本文是数字位置差动瞄准线独立控制系统的补充分析。重点分析了包括在其中的双检测器并联复合轴伺服系统开环和闭环传递函数,从中揭示了复合轴伺服系统高精度的本质。     

具有终端角度约束的H_∞制导律设计

针对导弹对地面运动目标精确攻击时姿态约束的H_∞末制导问题,提出了一种新的具有终端角度约束的制导律.基于二维弹目相对运动学的非线性关系,并将目标机动运动和系统结构摄动作为外部的扰动,建立了垂直平面内弹目相对运动的数学模型.以命中点终端姿态角跟踪误差和控制能量最小为性能指标,同时基于零化弹目视线角速率的思想, 设计得到了非线性H_∞鲁棒制导律.该方法利用Lyapunov稳定理论严格证明了制导系统的全局渐近稳定性,而非求解HJI偏微分方程,同时也避免了对剩余时间的估计.数字仿真表明这种制导律在不需要任何目标运动信息的情况下,仍然保证终端角度和制导精度的要求,具有很强的鲁棒性和适应性.     

舰载光电系统粗跟踪分析

针对舰载激光武器光电跟踪系统对精度要求很高的问题,对光电跟踪系统粗跟踪误差源进行了详细的分析。论述了舰载激光武器光电跟踪系统对目标的跟踪过程,探讨了影响光电跟踪系统粗跟踪性能的各种因素,最后分析了舰船运动对跟踪误差的影响。文中给出了舰载光电跟踪系统粗跟踪的主要误差源,并介绍了一种稳定舰载光电跟踪仪视轴的有效方法。