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。     

小型电动无人机手抛过程动力学仿真研究

小型电动无人机手抛阶段,初始状态限制边界条件的确定对于实现无人机的安全发射至关重要。以某小型电动无人机为研究对象,在Matlab/simulink中建立电动无人机仿真平台,其中包含无人机六自由度非线性力学模型、飞行控制系统模型、发动机模型、重力模型、标准大气模型、操纵指令模型、舵机模型、手抛初始状态模型、侧风模型等。通过仿真各种手抛初始状态来分析研究电动无人机手抛阶段安全发射的初始条件。仿真结果表明:限制边界条件的确定为无人机手抛发射提供重要参考依据,在边界条件内即可实现无人机安全发射。     

无人机配载弹射式导弹静稳定性分析

通过刚体飞行六自由度动力学方程建立弹射式导弹初始段无控飞行模型,并结合弹射装置动力模型和导弹发动机推力模型进行仿真计算。基于无控飞行模型和仿真结果分析了无人机配载弹射式导弹发射特性,在导弹初始飞行段对机弹分离安全性和导弹姿态控制要求进行了研究。对导弹不同静稳定度下的运动特性对比分析,分别给出了满足各种安全和控制要求的导弹静稳定度范围。进一步综合所有安全和姿态控制要求,得到了满足所有要求的最佳静稳定度。经过一个实例的仿真研究,结果表明建立的模型与所用到的方法是合理有效的。     

模拟训练系统中的激光驾束制导导弹弹道仿真

针对激光驾束制导导弹的制导原理和模拟训练的特点,对导弹的运动及控制特性进行了分析.在激光束坐标系下,将导弹的运动分解为沿激光编码场轴向的运动与沿激光编码场径向的运动,建立了导弹的运动学模型.通过坐标转换矩阵,将导弹坐标从大地坐标系转换到瞄准镜坐标系中,并根据受控判断条件建立了导弹的飞行控制模型.根据目标尺寸特性和视景仿真程序的运行特性,建立了命中检测模型.在实际工程中对上述模型进行了编码实现,应用于基于虚拟现实技术的炮射导弹瞄准手模拟训练系统.试用情况表明,该模型实用性强,满足视景仿真系统实时性的要求,能够保证模拟训练的真实性和有效性.     

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。     

某型无人机着陆过程中地面滑行段的建模与仿真

无人机在着陆过程中地面滑跑阶段的运动特性与空中飞行时不同,建立无人机在这一阶段的数学模型,对进一步深入研究实现无人机安全着陆具有重要意义。本文以某型无人机为背景,对无人机进行详细的受力分析,研究并建立了地面滑行阶段的非线性数学模型。并在Matlab/Simulink平台上对其进行仿真,通过仿真结果与实际飞行状态数据的对比,表明模型可用。     

基于Matlab/Simulink的无人机自主着陆过程仿真

为了研究无人机自主着陆过程中高度、速度和飞行轨迹角的变化特性,以提高无人机自主着陆的安全性和精确性,需要对无人机着陆过程进行数学建模。采用模块化设计思想,根据无人机非线性动力学和运动学方程,在Matlab/Simulink环境下建立了无人机着陆仿真系统及其分系统模型。通过仿真分析,该模型能够比较真实地描述无人机着陆过程的特性,为更深入地无人机仿真研究打下基础。     

编队区域防空舰空导弹冲突判断与消解

通过分析垂直发射舰空导弹飞行弹道误差,尤其是平台导航误差对导弹飞行弹道的影响,在统一的编队地理坐标系中建立导弹飞行空间模型,并在此基础上建立编队导弹火力冲突判断模型,提出2种用于火力冲突消解的导弹缓射时间计算方法。仿真结果表明,平台导航误差对导弹火力冲突判断的影响不可忽略,所提出的火力冲突判断和消解方法可有效解决编队防空武器冲突问题。为解决编队区域防空作战中火力兼容和武器协同使用的问题提供了参考。     

反无人机绳网捕获系统的动力学建模与仿真

针对无人机"黑飞"问题,提出了包含捕获平台地面发射、柔性绳网空中展开抓捕和降落伞回收的反无人机绳网捕获系统方案,建立了全过程动力学模型.并将动力学模型中的平台飞行轨迹模型和绳网展开模型与飞行试验数据进行了对比验证.结果表明,该系统动力学建模与仿真方案可行,对系统工程设计具有指导意义.     

多约束条件下无人机航路规划动态评价方法

针对多约束条件的无人机航路规划评价方法缺乏合理性和动态特性的问题,提出了基于无人机六自由度模型的飞行仿真动态评价方法。分析了无人机航路规划的约束条件和影响航路评价的因素,基于某型无人机六自由度飞行动力学模型和飞行控制系统模型建立了无人机飞行仿真系统模型,将航路规划与评价进行有机结合进而进行航路评价方法软件的设计,通过对无人机沿规划航路的仿真飞行参数进行动态特性分析,以更接近真实情况的仿真手段对多约束条件下的航路规划效果进行评价。结果表明,该方法形象直观的实现了对无人机规划航路的动态综合评价,满足工程需求。     

地空导弹反导作战拦截次数计算模型及仿真

在分析地空导弹武器系统拦截来袭目标过程的基础上,通过分析地空导弹发射区纵深建立了地空导弹武器系统可拦截次数模型.利用该模型可计算地空导弹武器系统对单个来袭目标在杀伤区内的拦截次数.仿真结果揭示了地空导弹武器系统在不同目标特性(速度、高度、航路捷径)下对目标的可拦截次数的影响.     

改进的遗传算法在导弹火力分配中的应用

弹道导弹系统是一个非常复杂的系统,有其自身的特点,其造价昂贵,数量有限,发射点也很分散.因此,火力分配问题在弹道导弹射击中具有极为重要的地位.尤其对于常规战术弹道导弹,火力分配的合理与否将直接影响作战效果与战斗力的发挥.根据地地战术导弹的作战运用特点,建立了导弹火力分配的优化模型;详细介绍了一种改进的遗传算法,将其应用于火力分配优化模型的求解,通过算例比较,证明该改进算法更能有效快速地找到最优解.     

基于虚拟飞行仿真的导弹控制系统设计

根据风洞虚拟飞行仿真系统的特点以及试验要求,设计了用于风洞虚拟飞行仿真的模型导弹的俯仰、偏航和滚转通道控制系统。导弹俯仰通道采用了迎角指令控制的三回路闭环控制结构,滚转通道采用了滚转姿态角指令控制的两回路闭环控制结构,而偏航通道采用液压驱动机构来开环控制侧滑角。利用极点配置法设计了俯仰和滚转通道的控制增益。最后通过数字仿真对所设计的控制系统进行了仿真验证。从数字仿真结果可以看出,无论是时域还是频域,所设计的俯仰和滚转通道闭环控制系统均能满足风洞虚拟飞行仿真的要求。     

地空导弹武器系统可信性评估与分析

对地空导弹武器系统效能的构成要素之一可信性进行了分析和研究,分析了地空导弹武器系统的组成,根据可信性理论给出了地空导弹武器系统可信性评估模型,并以实例说明.具体分析了工作时间、子系统可靠性、发射装置数量等因素对地空导弹武器系统可信性的影响,并指出了其对地空导弹武器系统设计和使用过程的实际应用意义.结果证明地空导弹武器系统可信性评估,能够为地空导弹武器系统效能评估和作战决策提供依据.     

预定增益理论在导弹飞行控制系统中的应用

针对导弹在飞行过程中动力学特性大范围变化的特点,以俯仰通道为例,运用预定增益控制理论设计导弹飞行控制系统,即利用导弹空气动力学特性和导弹某些特征参数的强相关性来调整控制器参数,确保导弹在要求的飞行条件下满足稳定性和动态品质.最后通过仿真验证了所设计的控制器满足性能要求.     

三架固定翼无人机协同编队飞行避障策略

针对无人机编队执行空战任务过程中存在无人机之间以及无人机与障碍物发生碰撞的问题，提出单向网络连接结构的多无人机避障算法和基于人工势场的控制方法，同时应用于无人机编队避障控制。以三架无人机构成的正三角形编队作为控制体，同时以长机的运动轨迹作为期望路径，长机提供僚机飞行信息，僚机接受信息保持编队飞行。多无人机编队发现障碍物到避障完成的过程包括编队集结、松散队形、最终恢复集结正三角形编队。仿真实验结果表明，所提避障控制策略能够确保编队收敛于期望的队形和稳定飞行状态。     

基于LPC3250的小型无人机航姿系统的设计

航向和姿态是无人机飞行控制系统的重要参数,传感器系统是整个无人机飞行控制系统的核心。采用LPC3250ARM9处理器、MEMS传感器以及存储器设计无人机航姿系统,完成传感器的数据采集与处理,获得无人机的航姿信息,最后进行数据传输。将Linux操作系统嵌入到无人机航姿系统中,实现系统的实时任务调度和进程管理。结果显示,该系统达到了无人机航姿系统的小型化、低功耗、高精度的目标。     

基于H∞控制理论的某型导弹自动驾驶仪设计与仿真

研究了导弹制导回路鲁棒自动驾驶仪设计的理论与方法,并结合某型导弹进行了混合灵敏度自动驾驶仪的设计及仿真.仿真结果表明,设计的混合灵敏度自动驾驶仪对导弹模型的摄动表现出了较强的鲁棒性,可以控制导弹在大范围飞行过程中稳定且具有良好的时域响应性能.