基于激光推进的光船发射任务设计与参数优化分析

针对发射初始质量为100kg的光船到近地圆轨道的任务,研究了激光平均功率、激光大气传输特性、光船激光接收面面积、发动机比冲、发动机能量转化效率等参数之间的相互关系及光船飞行任务的优化问题。针对激光发射光船的具体要求,由功率估算公式计算出激光平均功率,从激光作用范围估算出光船的激光接收面的最小面积;基于光船飞行动力学模型,结合估算的参数,应用序列二次规划方法优化计算出光船飞行的最优弹道。计算结果表明,光船入轨质量可达到35.5kg,最优比冲为8140m/s。     

解析美军合成孔径激光雷达

本文论述了合成孔径激光雷达的发展现状、原理、关键技术与应用领域,展望了SAL的发展前景.     

基于路径规划的敏捷卫星姿态机动反馈控制方法

为了避免奇异状态,单框架控制力矩陀螺(SGCMG)操纵律要求框架角进行快速转动,需要消耗较多的能量,并会对SGCMG和卫星系统带来一系列潜在危害。针对该问题,提出基于路径规划和反馈控制相结合的姿态机动控制方法。根据固定时间姿态机动的任务需求,以能量为优化指标,采用伪谱法优化机动路径并回避奇异状态;将最优控制量作为参考数输入,并利用基于系统限制状态的反馈控制方法消除不确定性和扰动的影响。反馈控制基于名义输入进行数值积分得到的预测状态量,并与期望终端状态比较形成控制误差信号。该方法将卫星和SGCMG作为整体规划姿态运动,能够有效避免奇异状态。结合工程实际,在闭环控制仿真中考虑了卫星角速度和SGCMG框架角的初始偏差。仿真结果表明:本文算法能够有限避免奇异状态,且能消除初始姿态角速度和框架角不确定的影响。     

激光PIV流场显示与测量系统

利用课题组自行设计研制的一套粒子图像测速(PIV)系统对高速水洞中流场进行了测试研究.测试系统中,光源使用Nd:YAG调Q双激光器,其波长532 nm,脉冲时间8 ns,脉冲能量100 mJ;示踪粒子则采用直径200 μm的镀银聚苯乙烯微球.无模型空流场测试结果表明,该系统对无模型空流场的测试误差小于1.3％;而通过圆球模型绕流流场测试结果与其理论值的对比发现,大部分测试流场区域的测试误差小于2％.     

“艾科尔斯”改进型光学助降系统的纵向着舰精度研究*

基于“艾科尔斯”(ICOLS:Improved carrier optical landing system)改进型光学助降系统的人工着舰系统是几种新型光电或激光舰载机助降系统之一,研究了“ICOLS”改进型光学助降系统的引导技术,整个系统的关键是引入激光束。研究重点是当航母在海浪、海涌干扰作用时,飞机在ICOLS系统引导下,人工操纵飞机着舰时的仿真结构配置,并导出终端误差方程。最后给出了在典型海浪作用下,ICOLS近程系统采用角稳定助降系统控制律的着舰精度仿真计算实例,从而为地面仿真研究着舰误差提供了基本思路与研究手段,对保证飞机安全着舰有十分重要的意义。     

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。     

空中目标运动参数实时测量系统

为了实现对飞机等远距离空中目标运动参数的实时测量,设计了目标自动跟踪测量系统,并对该系统的硬、软件组成及关键技术进行了研究。组建验证样机,进行软件框架设计及功能模块分析,通过实测实验详细测试了系统的工作性能。静态验证实验结果表明:测距结果稳定在1mm以内,方位测量结果稳定在5″以内。动态验证实验结果表明:对运动目标的实时测距误差为2mm,实时测距频率为5Hz;方位测量误差为0.05°,姿态测量误差维持在0.2°以内,方位和姿态实时测量频率均为20Hz。因此,系统满足空中目标运动参数稳定可靠、高精度的自动实时测量需求。     

二级稳定控制技术在炮长镜分系统中的应用

炮长镜分系统是装甲火控的关键分系统之一,随着未来装甲火控系统围绕高速机动作战概念的提出,对高扰动条件下炮长镜分系统稳定精度提出了更高要求。提出了采用二级稳定技术提高炮长镜分系统的稳定精度,在对二级稳定控制原理的分析和二级稳定理论数学计算的基础上,提出了适合炮长镜分系统的二级稳定方案,并进行了Matlab/Simulink仿真,理论计算和仿真结果证明稳定精度显著提高。     

一种抗云雾散射干扰的激光引信信号检测方法

激光引信在云雾环境中工作时,云雾的后向散射信号对其正常的目标信号检测产生干扰,严重时有可能引起虚警。研究了云雾产生的后向散射信号与目标回波信号的不同特点,并由此提出了双门限检测方法,即同时对信号幅度与信号幅度的增速进行检测,从而有效识别云雾干扰信号以避免产生虚警。通过分析实际的试验数据,对回波信号的特点进行了验证,实际应用双门限检测方法,验证了其可行性。     

尾数细分计数逻辑对捷联惯导系统姿态误差的影响

为了提高激光陀螺的检测分辨率,采用了尾数细分计数逻辑新方法,并分析了此方法对捷联惯导系统姿态误差的影响.首先分析了常规四倍频细分计数逻辑的原理与特点,得出其分辨率约为1/4周期的结论;然后对比分析了基于常规四倍频的尾数细分计数逻辑的原理、实现方法及其特点,分析与试验表明,此方法能够进一步大幅度提高检测分辨率.基于以上结...