高速旋转弹位置与姿态测量数据分析方法

精确的弹箭位置与姿态测量数据是提高制导弹箭射击精度的基础。通过分析高速旋转弹位置与姿态传感器的量测噪声,采用卡尔曼滤波方法进行误差估计,以提高测量精度。基于高速旋转弹质心运动和角运动方程,建立了系统状态方程;根据全球定位系统和地磁传感器的测量原理,建立了量测方程;以某弹飞行数据为例,采用扩展卡尔曼滤波(EKF)和无味卡尔曼滤波(UKF)分别对弹箭的位置和姿态进行最优估计。仿真结果表明,采用上述方法可有效减少系统误差,并使综合误差进一步降低,射程与高度误差均控制在±1 m,攻角和侧滑角误差分别为±0.02 rad和±0.01 rad,可满足工程应用的要求。     

基于弹道预测的脉冲修正弹末段控制方法

针对脉冲修正弹箭的控制方法问题,探讨了一种基于快速弹道预测的弹道末段控制方法.在一定假设下,对三自由度质点弹道方程组进行解析求解,得到一组精度较好的弹道诸元解析模型;基于该解析模型,提出一种通过估算剩余飞行时间进行快速弹道预测的方法;在此基础上,提出了适配的脉冲控制参数(脉冲作用方位、脉冲作用个数)的确定方法.以某脉冲修正弹为研究对象,采用Monte Carlo打靶法,在一组相同扰动源条件下分别对无控和有控弹道进行了数值仿真.仿真结果表明:该控制方法可有效提高脉冲修正弹的落点精度,有控落点圆概率误差比无控落点圆概率误差减小80％以上.     

一种基于多弹协同定位的机动目标估计算法

针对被动跟踪系统仅能对目标方位进行测量,提出了利用多弹协同体系提高系统可观测性,从而提高对目标的估计精度的方法.设计了基于多弹协同体系的被动跟踪系统;利用多弹协同探测,根据测向定位法得到弹目距离估计信息,并将该弹目距离估计作为伪量测量引入机动目标估计算法中;通过数字仿真验证了该方法可行,跟踪效果良好,易于工程实现.     

一维弹道修正弹气动力计算方法和射程修正量分析

为提高弹箭密集度,采用阻力修正原理进行纵向距离修正是一种低成本的一维弹道修正技术.基于牛顿流理论和风洞实验数据提出了一维弹道修正弹阻力环机构的扩增阻力系数计算方法,通过对不同阻力环结构的气动力数值计算分析,得到阻力环外露高度对扩增阻力系数的影响远大于安装位置等结论.建立了一维弹道修正弹的数学模型,对阻力环机构在飞行弹道上不同位置处作用对应的射程修正量进行了数值计算和炮射试验对比,计算弹道结果和实测弹道结果基本一致.表明提出的一维弹道修正弹阻力环机构的扩增阻力系数计算方法和射程修正量计算数学模型有较高的计算精度,可作为该类弹箭的弹道设计工具.     

掠飞末敏弹耦合运动动导数计算

以新型掠飞末敏弹为研究对象,提出了基于欧拉转动定理和滑移网格技术的复杂角运动模拟方法,利用著名的罗德里格斯转换矩阵插值求得弹箭在每个时间步的角速度修正值,并指定给球形滑移网格区。通过对非定常气动参数进行求解辨识,分析了不同马赫数下掠飞末敏弹滚转运动对其俯仰组合动导数和升力系数动导数的影响规律。结果表明:所提角运动模拟方法可有效消除姿态角计算的累积误差,实现对弹箭任意给定角运动的准确模拟;弹箭滚转运动对俯仰组合导数和升力系数动导数的辨识结果均存在显著影响,在进行弹箭动导数计算和稳定性分析时需充分考虑俯仰耦合效应的影响。     

基于STK的弹箭半实物飞行实时可视化仿真

随着信息化时代的到来,在先前所建立的弹箭半实物飞行实时仿真系统的基础上,研究了弹箭飞行的实时可视化方案。因此,在弹箭半实物飞行的Windows+RTX实时仿真系统下实现与STK软件的RT3模块的实时数据传输与控制,从而实现弹箭飞行的实时可视化。结果表明:基于STK建立的弹箭半实物仿真实时可视化系统,可以在STK窗口看到弹箭飞行姿态和轨迹的变化,通过对姿态和轨迹进行分析,可以得到该可视化系统满足需要的实时性要求。     

以色列坚持“箭”研制计划

据耶路撒冷消息:最近以色列“箭”式反弹道导弹的一次发射试验的成功使支持该计划的呼声日增。2月28日在以色列地中海岸进行的试验中,“箭”式导弹第一次显示了其准确的拦截精度。该弹是同类型导弹中首先在地球大气中以高达8个马赫数的速度进行的拦截,该弹可对目标进门探测、锁定,最后在离目标几步远的距离内穿过。专家们指出,“箭”式导弹并不要求直接碰撞,因为其战斗部具有近距引炸的摧毁能力。     

正规形法在弹箭非线性运动分析中的应用

非线性气动力对弹箭运动特性具有重要影响,而其复杂性和有效分析工具的缺乏往往制约了弹箭非线性运动理论的发展.为探索正规形方法在弹箭非线性运动分析中的应用,构造了考虑二次非线性阻尼和七次非线性静力矩下攻角方程的正规形,进而求得攻角的通用解析解,通过数值积分验证了其在较大攻角范围内的有效性,该解析解也同样适用于无阻尼角运动和...     

地磁计转数定时修正引信的定距精度研究

提出了一种基于弹载地磁传感器计转数引信自主初速测量、根据实时测量速度修正弹丸作用时间的定距弹系统工作方法,并对影响该系统定距精度的各误差源进行了定量分析,计算得某30弹丸1000 m定距精度为4.32 m.结合试验,证明基于地磁计转数测速定时修正技术可以实现较高的引信定距精度、有效提高弹药对目标的精确打击能力.     

弹载能源非接触测量系统设计

论述一种弹载能源非接触测量系统,适用于各型弹载化学电池性能参数的非接触测量,该系统采用红外光介质从电磁场中传递信号,克服了传统测量方法精度低和“交直流界线”及其导致的“多系数”等问题,大大提高了弹载能源性能参数非接触测量的准确度。     

改进型卡尔曼算法解算小型弹箭姿态角研究

弹箭飞行姿态参数的准确获取是实现精确高效打击敌方的重要前提。其中最重要的关键环节是姿态角的算法解算,决定着最后的精确导航。卡尔曼滤波算法是组合导航中最常用的解算算法,然而仍不能满足精度要求。为了进一步提高解算精度,提出通过BP神经网络对误差建模,进而修正卡尔曼滤波增益矩阵系数的改进算法。实验证明,应用于高速旋转弹姿态角测试,改进后的卡尔曼算法较传统卡尔曼算法精度提高了3°左右。     

基于某推力机构弹道修正弹角运动稳定性分析

为了研究基于"预置质量块"式弹道修正力系下的某低旋尾翼修正弹的飞行稳定性,对弹丸进行修正力系作用下的受力过程进行分析。通过建立其6D弹道模型以及复攻角运动方程,对推力作用下的弹箭追随稳定性以及动态稳定性进行了理论及仿真分析。分析结果表明,在δ_(2P)δ_(pm)条件下,弹箭追随稳定性满足要求;考虑缓变系数影响,二圆运动阻尼系数均小于0条件下,弹箭动态稳定性得到保证。证明基于"预制质量块"的弹道修正弹满足飞行稳定性要求。     

运用末敏弹实施精确打击时的诸元精度分析

在论述精确打击概念的基础上,根据末敏弹工作原理,明确了末敏弹扫描幅员的确定方法;分析了炮兵发射末敏弹时误差组成;建立了炮兵发射末敏弹时命中目标概率的数学模型,并结合炮兵运用简易法、精密法和成果法决定射击开始诸元进行了计算分析.得出了炮兵实施精确打击时末敏弹决定诸元的精度要求.为炮兵运用末敏弹实施精确打击提供了理论依据.     

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     

电发火系统感应电流测试方法研究

对电发火系统在电磁环境下的感应电流测量采用一种新型的白光干涉型光纤测温仪。通过测量电发火系统中电火工品桥丝在电磁环境下温度的变化,利用桥丝温度和感应电流的关系,测量出桥丝上的感应电流,进而对弹箭系统进行电磁环境效应评估。     

基于激光测距仪信息的模糊控制导引方法

针对动能拦截器在大气层外完成拦截任务的末制导问题,利用激光测距仪的测距信息、红外导引头与惯性测量设备的测量信息,推导了弹目相对运动信息的计算方法,及基于相对运动信息计算待飞时间与零效脱靶量的计算公式.设计了一种基于零效脱靶量的模糊控制末制导律,兼顾节省燃料与满足制导精度要求.通过数学仿真验证,该方法具有较高的制导精度和鲁棒性,且燃料消耗较少.     

滑翔增程弹飞行弹道

增程技术是弹箭技术重点发展方向之一,而滑翔增程是目前采用的较为有效的一种弹箭增程技术.阐述了滑翔增程弹的飞行过程,建立了滑翔弹的方案弹道模型和控制方程,对其飞行弹道特性进行了分析.仿真计算表明,滑翔弹道与常规弹道在升弧段上是一致的,而在降弧段上则出现了较大的差别;弹丸飞行速度沿全弹道的变化规律和最大射程角出现新变化;控制弹道很好地逼近了方案弹道,说明其控制方法是可行的,对滑翔增程弹的研制有一定的参考意义.     

脱壳弹弹托分离的双目视觉测量

脱壳弹的弹托分离过程对弹体的飞行稳定性和打击效能具有显著的影响。针对脱壳弹出膛后弹托相对弹体的六自由度运动过程,提出采用基于双目视觉原理的弹托分离角测量方法。通过在弹体表面和弹托表面设置标记点,采用图像处理和跟踪算法实现对标记点的识别和跟踪。结合双目空间标定参数解算出标记点的空间位置,进而获得弹托相对弹体的分离角度,同时采用实验验证了上述测量方法的精度,其精度达到2%。以实验室进行的初速度1 550 m/s和1 750 m/s的脱壳弹射击试验为例,测量并分析了不同初速度下的弹托分离轨迹。结果表明:脱壳弹分离初速度越快,弹托分离轨迹越靠近弹体。     

机电式反潜系统跟踪滤波器

前言在单机单控的水面舰艇深弹反潜系统中,目前采用机电式指挥仪尚有其一定的使用价值和可取性。机电式指挥仪的优点是稳定可靠、制造成本低、操作使用方便等。而其最主要的缺点是精度较低。但在深弹反潜系统中,由于声纳本身测量精度不高,而且对系统精度并非要求很高,所以这一缺点而引引起的矛盾得到了缓和。     

利用零交叉点测量旋转弹磁方位角的试验方法

针对旋转弹在地磁空间运动时的环境条件,提出了基于零交叉点原理测量弹体磁方位角的模拟试验方法,并在不同的方位角、传感器倾角和转速等条件下进行了试验.试验结果表明,零交叉点原理可以实现弹体在地磁场中的角度测量,精度基本控制在±3°的范围内,并可进一步减小误差,但该原理也存在测量盲区,盲区范围与传感器倾角有关.