解析快速寻北原理在平台系统中的运用

介绍了一种基于解析方法的快速寻北原理,提出了利用方位水平仪的三环平台结构在静止状态下北向真值的测量方案.同时也给出了基于该平台系统结构和组成的系统框图,该方案已运用于寻北式方位垂直基准仪和定向仪上,取得了满意的实验效果.利用该方案,可将寻北仪和方位水平仪较好地结合在一起,可适用于各种陆用战车和导弹发射车,具有较高的实用价值.     

新型火控观瞄系统的设计与实现

综述了我国特种车辆"下反"和"上反"系列瞄具的技术特点,对新型火控观瞄系统的组成和工作原理进行了分析和研究,对基于微型动力调谐挠性陀螺的平台稳定回路进行了仿真设计和工程实现。样机研制后的稳定精度测试和多视场屏显视频像质及同轴度试验结果表明:稳像屏显自动跟踪式火控观瞄系统稳定精度高,人机环境友好,信息化能力强,适应未来战争高机动条件下的各种复杂军事需求。     

二位置数字捷联寻北仪的设计与实现

陀螺寻北仪作为一种定北装置,在军事和民用定向中应用愈来愈多.讨论了二位置寻北算法,该方案能利用转位消除陀螺的常值漂移,而且陀螺的随机漂移影响也小,寻北时间短且能达到很高的精度.在阐述了寻北算法的基础上,介绍了系统的数字化设计和实现.实践证明该寻北仪各项指标达到了设计要求.     

单陀螺定位定向导航系统的设计与实现

以某武器系统安装的定位定向导航系统为基础,提出了只用一个陀螺完成定位定向导航功能的全新设计方案。介绍了以嵌入式计算机PC104为核心的系统组成,描述了新方案中的双轴平台结构及系统各部件的功能实现。针对系统特点给出了三位置法寻北的寻北解算方程,说明了利用单陀螺完成导航任务的航迹推算原理。系统具有结构简单、体积小、费用低等特点。     

Luenberger观测器与LADRC在稳瞄系统中的应用

针对稳瞄系统的性能有一定改进空间,而对象机械特性又改善受限的问题,试图从电气控制角度寻求更好的解决方法。为此,以某上反稳瞄系统为平台,对Luenberger观测器和LADRC(线性自抗扰控制器)两种能提高系统性能的先进控制算法进行了半实物仿真研究。首先,介绍了Luenberger观测器和LADRC的基本原理。其次,对某上反稳瞄系统的对象特性进行了分析,设计了基于两种控制模型的控制器参数。然后,运用MATLAB/Simulink工具和d SPACE半实物仿真系统,对某上反稳瞄系统进行了两种控制算法的对比研究。Luenberger观测器的控制性能相对较好,受噪声的影响,离工程实现还有一段距离。如何有效抑制噪声有待进一步研究。     

捷联寻北仪抗环境干扰的研究

捷联寻北仪在使用中会受到各种环境干扰的影响,从而削弱有用信号,降低寻北精度。研究了一种测量角速度干扰的方法。首先,定义一个虚拟的数学平台;然后,利用加速度计输出和陀螺仪输出积分计算得到实时姿态角相比较,并采用P I控制器进行反馈控制将数学平台调平;从而把角速度干扰从陀螺输出信号中测量出来。该方法简单实用,能显著提高寻北仪抗环境干扰的能力。     

速率偏频激光陀螺寻北仪中转台测角周期性误差的影响分析

连续旋转式寻北仪以其突出的性能成为当前寻北仪研究的热点,但关于转台误差对连续旋转寻北算法精度影响的分析很少.针对速率偏频激光陀螺寻北仪,研究了转台测角周期性误差对寻北结果的影响.理论分析表明,测角周期性误差的存在会导致寻北结果偏离真实值,必须对其进行建模和补偿以提高寻北精度.对理论分析结果进行了仿真实验和样机寻北实验验...     

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。     

车载高精度稳瞄系统的满意度设计

研究了车载高性能稳瞄系统伺服带宽设计的几个主要约束因素,对运动载体和强冲击振动环境下的扭转谐振等问题进行了深入研究,提出了噪声、精度和机械谐振等综合优化条件下的设计方法,同时对高性能稳瞄头部机构的安装机座提出了扭转谐振的要求以及减小谐振效应的方法.     

光电跟瞄平台稳定控制器设计

以考虑光电跟瞄平台三轴环架间的耦合所建立的数学模型为基础,对光电跟瞄平台的稳定回路分别设计了基于线性矩阵不等式(LMI)的状态反馈H∞控制器和多输入系统极点配置控制器;分别建立基于所设计两种控制器的跟瞄平台稳定控制系统,并对其控制效果进行对比研究,结果表明,二者皆能实现对光电跟瞄平台的稳定控制,都具有一定的鲁棒性能。其中H∞控制器的设计更简单,超调更小且达到稳定的时间短,更适合于光电跟瞄平台的稳定控制。     

非奇异快速终端滑模及动态面控制的轨迹跟踪制导律

针对飞行器跟踪预设轨迹的问题,提出非奇异快速终端滑模和角度约束的轨迹跟踪制导律。通过引入虚拟目标点,提出参考轨迹曲率半径的期望视线角约束条件,建立带有视线角约束并考虑自动驾驶仪动态特性的轨迹跟踪数学模型。为了保证在有限时间内跟踪预设轨迹并避免出现奇异问题,采用快速非奇异终端滑模和动态面控制方法进行制导律设计。推导出视线角误差和轨迹跟踪误差之间的数学关系,并利用Lyapunov稳定性准则证明轨迹跟踪误差最终有界任意小。与弹道成型轨迹跟踪制导律进行仿真对比,仿真结果表明所提出的制导律具有良好的跟踪性能及鲁棒性。     

自适应二阶滑模制导律

传统基于Lyapunov定理所设计的制导律无法保证制导系统的有限时间收敛.基于滑模控制理论,给出了一种二阶滑模有限时间收敛方法,并将该方法与机动目标拦截情形相结合,进行制导律的设计.该制导律首项使得视线转率趋于0,而扩展项可满足视线成型,滑模面的有限时间收敛等特性.针对2种典型的目标机动形式进行了仿真研究,结果表明该滑模制导律可以实现目标的有效拦截,满足上述特性.     

应用四元数理论确定头盔瞄准系统的瞄准线

讨论了头盔瞄准具电磁敏感系统的工作原理,研究了确定头盔瞄准系统瞄准线的两种方法,结合工程实践建立了四元数法确定瞄准线的数学模型,给出了计算结果,并进行了结果分析。     

电视制导小灵巧炸弹三维导引律

小灵巧炸弹是一种采用倾斜转弯(BTT)控制方式的小型面对称电视制导航空弹药,在实际飞行中必须确保其导引头框架角不超出可用范围。针对上述问题,根据时变偏置比例导引的思想,在三维空间中设计视线角速率偏置项,通过姿态角时变修正实现框架角约束,提出了一种带导引头框架角约束的三维纯比例导引律。仿真结果表明该方法在保证小灵巧炸弹战技指标要求的同时有效减少了框架角需求。     

无人侦察机目标跟踪系统控制模型

无人侦察机对目标的跟踪是通过调整陀螺稳定平台的高低角和方位角,从而使摄影设备的光轴对准目标来实现的。给出了根据摄影设备的焦距以及目标在监视屏上的坐标,求取平台的姿态角控制指令的系统方案;在考虑表观运动即无人机角运动对平台角运动影响的情况下,得出求取控制指令的表达式;并对无人机目标跟踪系统的控制模型进行了仿真验证。     

大气层高层功能拦截器侧窗定向方位研究

大气层高层作战的动能拦截器多采用侧窗探测的结构布局,侧窗定向方位对其拦截效果有重要的影响,但定向方位的选择却受诸多因素制约.在一定理想化假设的基础上,研究了末段交战过程中视线转率的变化规律,从理论上分析了由侧窗定向产生的攻角对拦截结果的影响,得到了只考虑气动力影响下的最佳定向方位;然后综合考虑气动力、轨控系统、姿控系统的影响,给出了不同作战高度下侧窗定向方位的选择方法.数字仿真结果表明,此种方法能够满足侧窗探测的要求,且在大多数情况下只需一次定向即可完成拦截.     

Guidance Law Design Under Impact Angle Constraint Based on Nussbaum-type Gain Technique

Aiming at the guidance problem under impact angle constraint for homing missile against ground targets,a new adaptive robust nonlinear terminal guidance law was proposed in this paper.According to nonlinear kinetic relationship between the missile and target in vertical plane,a mathematic model was formulated while the motion of target and the system structure perturbation were regarded as limited disturbances.Based on the ideas of zeroing the rate of line-of-sight(LOS)angle and the impact angular tracking error,a nonlinear control strategy was contrived to obtain adaptive robust guidance law by adopting Nussbaum-type gain technique under a desired impact angle.The stability of guidance system in finite time is strictly proven by using Lyapunov stability theory.Finally,the numerical simulation verifies the effectiveness of the proposed scheme.     

一种适用于拦截高速目标的末段导引律

基于在视线坐标系中的导弹-目标相对运动模型,以控制导弹-目标视线角速度趋于零为基本思想,设计了一种末制导律,用于拦截高超声速目标。以脱靶量和能量消耗为约束条件,以目标无机动时有很好的性能为目的,首先设计了最优制导律;然后,基于滑模控制理论,选择合适的滑模趋近律,对所设计的最优制导律进行改进得到最优滑模制导律;用李雅普诺夫理论证明了该制导律的稳定性,分析了该制导律参数选择条件。仿真结果表明,与最优制导律相比,所设计的制导律对目标机动有较强的鲁棒性,能以直接碰撞的方式拦截高超声速目标。     

立方星陀螺/双星敏感器组合定姿方法

针对单星敏感器绕视轴方向旋转角测量精度相对较差的问题,提出了一种利用微机电系统陀螺和同时工作的双星敏感器的测量来获得精确的立方星姿态信息的方法。该方法基于平均双四元数的思想,基于乘性扩展卡尔曼滤波算法制定了集中式和分散式两种姿态确定方案。仿真分析结果表明,所提出的陀螺/双星敏感器姿态确定方法,在采用低成本、低精度的姿态敏感器以及传统滤波算法的情况下,仍能有效提高立方星的定姿性能,具有较高的精度和较快的收敛性。为立方星低成本、高精度姿态确定提供了一种可行的参考,并且具备一定的工程应用价值。     

多约束下的高超声速飞行器三维非线性自适应末制导律

面向多约束下高超声速飞行器末制导过程中的通道耦合、参数扰动、模型失配等突出问题,设计一种适于高超声速飞行器的三维非线性自适应末制导律。为了模型描述的完整性和简洁性,引入视线旋量和旋量速度的概念,并基于此建立三维制导参考模型和实际系统的表达式;为了保证制导律的鲁棒性和自适应性,基于自适应控制理论,设计一种三维非线性自适应制导律;通过数学推导证明了该制导律的稳定性。该制导律能够从理论上克服高超声速飞行器末制导面临的通道耦合、参数扰动、模型失配等突出问题,满足多约束制导要求。仿真结果验证了所设计制导律的有效性。