动能拦截器的动力学建模与轨道控制

文章简单介绍了反TBM动能拦截器的组成、性能特声、与飞行拦截过程,并以高层拦截TBM为背景,建立了稀薄大气层内拦截器的动力学模型,提出了实现直接碰撞动能杀伤目标的轨道控制方法,最后给出了末制导段的弹道数字仿真结果,并分析了拦截器的弹道特性。     

动能拦截器姿控固体小火箭点火算法设计

使用固体姿控小火箭是实现动能拦截器快响应和高精度姿态控制的最佳方案之一。针对一种新型动能拦截器姿控小火箭布局,提出了点火组合混合搜索算法。描述了动能拦截器姿控小火箭的配置方案,分析了弹体自旋需求。设计了一种结合目标排序法和区间搜索法的点火组合混合搜索算法:当可用小火箭个数较少时,采用目标排序法;当可用小火箭个数较多时,采用区间搜索法。指令力矩近似仿真结果及姿态控制数值仿真结果表明:该算法能够有效地近似指令力矩,实现快速高精度的姿态跟踪。     

动能拦截器轨道修正能力的数值计算方法

大气层外动能拦截器末段的轨道修正能力与制导方式有关,给出了某种制导方式下轨道修正能力的数值计算方法。该方法通过计算动能拦截器在飞行末段能够消除的最大零控脱靶量得到轨道修正能力。仿真结果表明,该数值计算方法不仅可以计算装药量充足情况下的轨道修正能力,而且可以计算装药量不足时的轨道修正能力。该数值计算方法具有编程实现简单和计算快捷的优点,可以满足快速计算轨道修正能力的需求。     

滑翔飞行器反逆轨拦截突防制导律研究

针对动能拦截器逆轨拦截情形,分析了高超声速滑翔飞行器利用空气动力机动突防的可能性,并从逃逸机动拦截范围的角度,根据动能拦截器助推分离时刻的状态参数推导了突防制导律。仿真结果表明,在动能拦截器初始拦截条件与理想拦截条件存在一定程度偏差时,推导的突防制导律能够有效逃逸机动拦截范围。     

滑模变结构导引律在动能拦截器上的应用研究

由于大气层内动能拦截器控制系统具有非连续性、不确定性,为了提高动能拦截器控制系统的抗干扰性和机动性,设计了一种新的滑模变结构导引律.通过末制导弹道仿真,将其应用于动能拦截器末制导导引拦截三维螺旋机动目标,结果表明,滑模变结构导引律具有响应快速,简单易行,有效对付高机动目标等优点,对于KKV拦截三维螺旋机动目标有很好的鲁棒性.     

KKV质量、质心、转动惯量一体化测量方法研究

从提高动能拦截器质量、质心、转动惯量测量设备在动能拦截器轻小型化发展趋势下的通用程度和性能鲁棒性角度 ,提出一种无称重传感器条件下的质量、质心、转动惯量一体化测量方法。该方法将对动能拦截器质量、质心和转动惯量的测量转化为对不同加载状态下转台摆动周期的测量 ,数学仿真结果表明了该方法在原理上的可行性和有效性     

飞控系统风洞虚拟飞行试验评估指标与评估要求

为明确风洞虚拟飞行试验能够评估的飞控系统性能,并为风洞虚拟飞行试验评估方法设计做出铺垫,针对风洞虚拟飞行试验特点,提出了风洞虚拟飞行试验能够评估的飞行性能指标及飞行品质指标,比较了风洞虚拟飞行试验与半实物仿真和飞行试验的评估能力差异;仿真分析了风洞虚拟飞行试验特点会造成的风洞虚拟飞行试验与自由飞行的评估结果差异;从试验、数据处理、性能评定等方面,提出了评估这些指标对风洞虚拟飞行试验评估方法的具体要求,并比较了它与半实物仿真和飞行试验的评估要求差异。     

反导动能拦截武器的现状与发展研究

介绍了动能拦截弹在弹道导弹防御中的应用,分助推段拦截、中段拦截、末段拦截对美国发展的动能拦截武器进行了详细说明。介绍了动能拦截弹的组成,给出了动能拦截器的关键技术,对动能拦截器技术的发展进行了阐述。     

高空动能拦截器末制导导引方法设计与实现

以高空动能拦截器为研究对象,为其末制导段设计了一种“逐段限制视线转率”的导引方法,使之最终能直接命中目标,实现动能拦截的任务并通过仿真计算验证了该导引法的可行性。     

用子大气层内外拦截器的六自由度导弹仿真通用方法

通用的六自由度仿真（GP6）是设计用来实现对大气层内外拦截器系统的高级参数研究和系统分析的。仿真中应用的模型详细的程度是可获得的数据的可靠性的函数。GP6的模块化的特征及可变化性尤其适用于由于有模型的变化或更替而引起的设计方案经常变化或不充分确定的情况。GP6中有组成一个拦截器系统的大部分基本子系统的一般模型。在大多数的情况下,这种模型用作参数研究是足够了。如将GP6用于某一确定的系统,只需将系统的特定数据输入到仿真程序。这可以通过改变几个子程序或将数据输入仿真中来完成。如果要求更加精确的系统模型,只需将具有更高可靠性的模型替换到相应仿真模块中。GP6已经用于一系列战术及战略拦截器系统的参数研究。     

天基动能武器装订过程建模

这篇文章分析六自由度的 SDI 天基动能武器的拦截过程装订方案,装订方案主要包括从雷达平台至发射平台的目标信息传递、发射平台的初始参数至拦截器的参数传递、预测遭遇点的算法、发射架的瞄准以及拦截器本身的卡尔曼滤波器和目标预测器启动方法。确定了这些概念的模型并考虑了与之有关的误差源。正象六自由度仿真所验证的,主要对装订误差对天基动能武器系统性能影响作了讨论。     

Vega Prime与OpenGL飞行控制系统可视化仿真平台设计

提出了一种通用的飞行控制系统可视化仿真平台的设计方案。阐述了Vega Prime开发平台与OpenGL相结合的关键技术及开发方法,并将其应用于飞机在预定航路飞行的实时显示过程中。该平台可以载入各种飞行控制器、飞行动力学模型和数字地图进行仿真,并能够以数字、曲线和三维动画的形式显示仿真结果。该平台采用Visual Studio2008编写主界面和通用实时飞行动力学模型框架,Simulink实现飞行控制器,Matlab引擎服务实现二者的同步和通信,并通过OpenMP多线程并行多核编程技术和MATLAB并行计算工具箱的spmd(Single Program Multiple Data)技术实现了平台仿真的并行解算,最后实现三维战场环境动态显示。以"Beaver"多模态自动驾驶仪仿真设计为例,验证了平台的可行性。     

无人机数字仿真平台的设计与实现

针对飞控系统的快速设计、测试和验证需求,在MATLAB/Simulink环境下构建了无人机数字仿真平台。该平台基于层次化、模块化思想,采用商用Simulink工具箱经用户定制设计而成。建立了仿真平台的通用框架和六自由度非线性全耦合运动学方程,考虑了重心变化、环境状况以及传感器与执行机构特性等实际情况,基于Stateflow与Simulink一体化设计了多模态飞控系统,实现了无人机全过程飞行仿真和稳态飞行仿真。仿真结果表明,该平台具有良好的逼真度,能够较真实的模拟实际飞行过程。     

STK飞行任务仿真及其在空地链路分析中的应用

飞行仿真是飞行航路设计,飞行任务规划以及飞行训练等项目中非常重要的一项任务。介绍了在STK(Satellite Tool Kit)的三维显示环境下,利用STK提供的专业化模块STK/AMM(Aircraft Mission Modeler)进行航空器飞行任务仿真的方法,详细阐述了利用该模块进行飞行任务规划和飞行路径设计的过程。同时结合STK的数据分析功能完成航空器在飞行过程中与地面台站的通信链路的可用性分析。给出的仿真方法较以往的仿真方法简单,设计过程更加灵活,可以快速地实现飞行任务仿真设计和空地通信链路的可用性分析。     

三轴稳定拦截器常值推力姿态控制系统优化设计

针对大气层外拦截器常值姿态控制问题,设计了一种"数字变推力"姿态控制系统。通过对拦截器动力学环节合理简化,应用线性二次型最优控制理论(LQR),设计出连续型角度最优控制律,并依据廉价控制、昂贵控制等原则,选择合适的加权矩阵推导出控制量的解析表达式;根据PWPF((Pulse Width Pulse Frequency)调制原理,将用连续推力设计最优控制律用于常值推力发动机,实现了"数字变推力"姿态控制系统设计;考虑燃料消耗及PWPF线性工作区要求等应用PSO(Particle Swarm Optimization)优化算法对PWPF调制器参数进行了优化设计和仿真。仿真结果表明了该设计方法的有效性及工程应用价值。     

大气层内滚转角速度稳定动能拦截器姿态控制系统设计

针对大气层内滚转角速度稳定动能拦截器具有反应快速、耦合性强等特点,本文首先分析了传统的小扰动法设计姿控系统的优缺点,然后提出了基于极点区域配置的变增益控制系统设计方法。该方法通过在整个参数空间寻求单一李亚普诺夫函数来保证系统的全局稳定,与小扰法相比,它不仅可保证理论上的稳定,而且离散计算量小。最后的仿真表明,基于该方法设计的控制器具有良好的控制性能。     

基于滑模变结构的高速动能弹制导控制算法

设计了一种基于滑模变结构的高速动能弹制导控制算法,并结合高速动能弹自身的弹体特性及作战目标需求,对算法中相关参数进行了设计整定.针对滑模变结构固有抖振问题,设计相应算法抑制抖振,通过建模仿真证实了算法的正确性和可行性.根据仿真结果分析,滑模变结构制导控制算法能够使高速动能弹命中目标,且经处理后的滑模抖振问题也能得到相应...     

基于空空导弹虚拟样机的虚拟靶试仿真系统设计

基于导弹虚拟样机仿真平台和商用视景仿真软件实现了空空导弹虚拟靶试仿真系统。充分利用了商用视景软件便捷、高效、高保真的飞行模拟解决方案,同时兼顾空空导弹性能虚拟样机拟真度高的特点。结合基于视景系统的人机交互飞行仿真模型开发、导弹虚拟样机的仿真模型组成与搭建、数据交互模块设计等内容,阐明了空空导弹虚拟靶试仿真系统的建立过程。     

空间拦截器末制导段动态模型研究

本文以实现空间拦截器对目标的直接碰撞杀伤方式为目的,根据拦截器制导控制系统方案的要求,末制导段采用轨控发动机对拦截器质心运动进行调节;利用姿控发动机进行姿态调整,建立了拦截器六自由度弹道仿真模型;并进行了计算,结果表明末制导段采用姿控、轨控发动机实现对拦截器的控制是可行的也是必要的。     

动能拦截器质心动态漂移影响的研究与分析

主要研究动能拦截器质心动态漂移对其姿态稳定控制的影响。文章介绍了ＫＫＶ的控制方式,建立了控制动力学模型,借助该模型进行了悬浮试验的仿真计算,并利用仿真计算结果确定了ＫＫＶ质心动态漂移的允许范围和姿态控制力的大小。