考虑舵机动力学的旋转导弹指令限幅方法研究

输送到导弹舵机的指令需要根据舵机的输入范围对指令的幅值进行限制。对于旋转导弹,其输入到舵机系统的指令一般为正弦形式,通常的限幅方法不仅会产生较大的相位滞后,而且由于不考虑舵机动力学特性,会产生较大的跟踪误差。针对这一缺陷,结合旋转导弹指令特性和舵机的动力学特性,提出了考虑舵机动力学的旋转导弹指令限幅方法。该方法将对舵机动力学的补偿结合到对舵机指令限幅的过程中。仿真结果表明,新的限幅方法在实现限幅的同时,减少了由于舵机动力学导致的跟踪误差,为旋转导弹的控制建立良好的基础。     

舵机弯矩电动加载测试系统的设计

针对舵机测试需求,设计了一种弯矩电动加载测试系统.系统以直流电机为执行元件能够实现几百到几万牛力加载,介绍了系统的工作原理和机械结构,分析计算了弯矩加载对其他力矩加载的干扰和系统影响,从测试技术要求上论证了方案的可行性.最后进行了理论分析和研究,建立了加载系统的数学模型,基于PID控制算法,进行了计算机仿真.仿真结果表明,能够满足系统预定的性能指标要求.     

火炮连续射击过程中对动态误差变化的补偿方法研究

阐述了火炮在连续射击过程中,由于系统转动惯量的变化,会产生很大的负载力矩,对系统产生一系列的冲击,影响了系统的射击精度与稳定性.分析了动态误差产生的主要原因,并提出了通过对干扰力矩进行补偿来提高性能的方案.仿真结果表明了该补偿方法的有效性和可行性.     

弹用电动舵机加载性能测试系统设计

舵机性能测试系统是导弹舵机研制、生产过程中的关键测试设备.设计了一套便携式舵机性能加载测试系统,采用直流程控电源提供舵机工作电源、信号发生单元模拟弹载计算机控制指令,通过扭力杆模拟舵机飞行过程中的铰链力矩.测试过程中,舵机实时位置反馈信号由同步信号采集单元隔离、调理后进入测试计算机系统.基于虚拟仪器技术开发的舵机性能测试软件,能够手动/自动完成测试数据的读取、显示、处理、报表生成以及存储.该系统已经应用于某型舵机的功能和性能指标测试,操作简单、运行稳定.     

考虑效率补偿的旋转弹舵机控制耦合解耦算法

针对传统超前角度补偿解耦法引起的舵机效率降低的问题,提出了一种考虑效率补偿的指令补偿解耦算法。该算法通过量化分析舵机效率与弹体转速的关系,结合旋转火箭弹单通道舵系统控制指令的特点,确定了不同频率下的相角补偿矩阵和效率补偿矩阵算法。仿真结果表明:效率补偿解耦法对不同转速和指令频率条件,既能有效解耦,又能保证不降低舵机效率,而且实现简单,适合工程应用。     

三轴磁传感器制造误差补偿方法研究北大核心

针对三轴磁传感器在制造过程中不可避免的会存在不正交误差角、灵敏度不匹配误差和零偏误差的问题,提出了基于椭球拟合的误差标定和补偿方法。在分析误差的基础上建立三轴磁传感器误差模型,推导出误差系数的解算方法,得到误差补偿方法。试验结果表明该方法正确,能够有效补偿三轴磁传感器的制造误差。     

三轴磁传感器制造误差补偿方法研究

针对三轴磁传感器在制造过程中不可避免的会存在不正交误差角、灵敏度不匹配误差和零偏误差的问题,提出了基于椭球拟合的误差标定和补偿方法。在分析误差的基础上建立三轴磁传感器误差模型,推导出误差系数的解算方法,得到误差补偿方法。试验结果表明该方法正确,能够有效补偿三轴磁传感器的制造误差。     

前馈——模型参考自适应复合控制策略

由于多余力矩严重影响了电动负载模拟器的加载性能,提出了一种复合控制方法对该问题进行研究。首先考虑承载对象运动带来的干扰,建立了系统的数学模型;然后,针对控制系统单独采用前馈补偿或自适应控制方法的局限性,进行了基于前馈控制和模型参考自适应控制的复合控制系统设计,并利用Lyapunov函数的方法构造了自适应控制器。最后的仿真结果表明,采用复合控制方法能够大幅度消除电动负载模拟器的多余力矩,验证了控制策略的可行性。     

磁悬浮反作用飞轮高精度力矩控制

为提高磁悬浮反作用飞轮输出力矩精度,针对传统控制方法下永磁无刷直流电机非理想反电势和换相引起的转矩脉动,分别提出补偿控制策略。非换相期间,根据转速和位置信息,估计实时反电势来获取参考电流,通过设计的力矩控制器直接计算出调制占空比以补偿非理想反电势引起的力矩脉动;分析全转速范围内换相期间转矩波动的特点,分别提出低速区非换相相调制和中高速区间关断相调制的换相转矩脉动抑制策略,并给出换相时间的计算方法。实验表明所提控制方法显著提高了飞轮的输出力矩精度,从而验证了方法的正确性和有效性。     

基于参数辨识的电动舵机系统健康仿真和评估

针对目前电动舵机系统故障诊断方法不能有效预测缓变故障,提出基于舵机系统模型的状态变量检测法对飞行器常用的执行机构电动舵机系统进行健康分析与仿真评估。分析电动舵机系统子系统电机本体、控制器、传动机构的常见故障,对其中反映系统性能的关键参数进行数学建模;通过对系统注入不同的健康参数得到相关故障状态下的状态变量特征,进而作为定位故障源的知识库,引入健康因子评估故障参数的变化趋势;仿真算例选择电机本体的主要物理参数电机绕组阻值和反映永磁体性能的电机力矩常数作为健康因子,通过定位知识库建立的健康因子评估算法验证了方法的可行性。     

考虑质心流动与偏移的通用弹道仿真模型

引入了质心坐标系的概念,对弹体坐标系的定义作了适当修正,给出了考虑质心流动与偏移的通用弹道仿真模型及相应的转动惯量与惯性积的计算公式     

气动力/直接力复合导弹鲁棒控制器设计

提出了一种气动力/直接力复合控制导弹在舵机层面进行复合控制的鲁棒控制器设计方法,即空气舵与直接力喷流机构看作是复合舵系统模型.该方法在完成复合舵系统建模的基础上,利用参数空间方法对等效舵机系统进行设计,以确保在喷流因子变化时的鲁棒性.最后,通过仿真验证了该方法的可行性.     

弹道导弹预警仿真系统中弹道构造方法

建立符合作战想定要求的弹道导弹飞行轨迹模型,并按仿真时间步长推算弹道导弹的位置状态,是构建弹道导弹预警探测仿真系统的首要任务。首先在不考虑地球自转的情况下,按照指定的发射点和落点,依据最小能量弹道理论建立了弹道导弹关机点参数计算模型和被动段运动学模型。在此基础上,采用迭代的方法计算考虑地球自转时的弹道导弹关机点参数,并在地心惯性直角坐标系下构造了弹道导弹的被动段弹道。最后将利用法构造的弹道参数与STK中对应参数进行了对比分析,结果证明了所提出方法的正确性。     

扑翼UUV前肢驱动机构设计

通过对海龟前肢运动特点的分析和研究,对扑翼进行受力分析,充分利用惯性与流体力的作用,基于Unigraphics软件,实现前肢扑翼驱动机构的虚拟样机设计,简述此机构的周期运动过程,通过计算与仿真得出其粗略的推进力曲线及驱动电机参数,验证了机构的合理性。     

战术导弹攻防对抗模拟

利用最小能量原理,构造一种简易战术弹道导弹(TBM)弹道用于攻防对抗仿真;依据美国"爱国者"反导导弹PAC-3基本拦截原理,构造了一种逆轨拦截反导弹道模型;利用上述攻防仿真平台,计算分析拦截弹最佳拦截制导方式(中、末制导交班点的确定),分析拦截弹过载变化情况.     

便携式防空导弹舵面偏转运动对比研究

建立了便携式防空导弹舵面偏转运动的数学模型,包括正弦偏转运动、不带零位脉冲调宽偏转运动和带零位脉冲调宽偏转运动,推导了相应的等效舵偏角矢量的公式,对比了3种舵面偏转运动对导弹性能的影响,所得结果对导弹设计中舵机的选取有参考价值。     

基于仿真推演的导弹作战实验框架分析与设计

针对导弹武器论证设计高成本、高复杂度的问题，本文梳理了导弹作战实验设计服务的多种功能需求，阐述了导弹作战实验设计的数理方法；为构建具有较好柔性的导弹作战实验仿真框架，针对导弹系统多个性能指标，辨析了各类导弹作战实验仿真变量；针对作战实验中的环境和装备特性，梳理了导弹作战实验模型体系，提出了仿真新模型开发框架；结合导弹作战实验案例，构建了实验设计优化方法，提出了作战实验检验设计方案；从运行实验出发，阐述了设定作战想定、建立控制机制、开展结果分析等仿真环节的具体设计。通过这些工作，形成了一种支撑导弹作战实验的柔性仿真框架，为进一步开展基于仿真推演的导弹作战实验提供参考。     

反舰导弹红外图像生成研究

红外成像仿真的关键环节在于红外图像的生成,反舰导弹的红外图像生成是重要的研究内容,具有重要的军事意义。基于理论分析和计算机技术提出了导弹目标红外图像生成的方法,根据红外物理学、空气动力学以及传热学等基本理论,建立导弹目标的红外理论模型,计算出蒙皮、尾喷管和尾喷焰等重点辐射区域的温度场和辐射场,利用灰度等级描述红外辐射信息,经过建模、视点变换、环境设置等一系列处理并渲染生成红外图像。实验结果证明,红外图像生成方法可行,结果可信。     

BTT导弹状态反馈H_∞控制自动驾驶仪设计

针对倾斜转弯(BTT)导弹自动驾驶仪的抗干扰性和鲁棒性问题,以考虑耦合的情况下建立的更接近于实际的导弹数学模型为基础,将通道间的耦合作为干扰,在弹道特征点上对导弹模型进行解耦和线性化,得到各个通道的数学模型;设计基于线性矩阵不等式(LMI)的状态反馈H_∞控制自动驾驶仪,搭建全耦合状态下的三通道仿真模型,并进行联合仿真研究。结果表明所设计的状态反馈H_∞控制自动驾驶仪能够实现对导弹制导指令的有效跟踪,满足BTT导弹控制的要求。     

"标准-3"拦截弹对机动弹头的拦截有效性分析

以"标准-3"拦截弹的多次拦截试验情况为参考,根据其能力及试验中的表现,分析其总体设计方案和各项性能参数,建立数学仿真模型.在研究海基导弹防御指挥控制流程、拦截弹动力学模型和仿真算法的基础上,对拦截具有机动突防能力的弹道导弹目标进行仿真分析.获得拦截弹对机动突防目标拦截有效性的仿真结果.分析仿真结果可知,拦截弹对机动弹头的拦截能力有限.