基于误差四元数的战术导弹垂直发射姿态调转滑模控制器

针对战术导弹垂直发射姿态调转时的快速性要求,研究了垂直发射快速姿态调转的控制问题。首先基于误差四元数并结合垂直发射的具体特点,建立了战术导弹垂直发射的非线性数学模型;然后通过滑模变结构控制理论进行控制系统设计,得出了基于误差四元数反馈控制器,分析了系统的稳定性和鲁棒性。该控制器实现了绕欧拉特征轴的旋转,缩短了姿态调转的时间,最后通过仿真验证其有效性。     

战车火炮姿态测量系统原位标定技术和方案设计

为了降低姿态测量系统的启动漂移和标定误差,提高测量和导航精度,针对系统安装特色,提出了一种原位快速标定方案。分析了系统可观测性,利用等效陀螺信息推导了多位置原位标定方案;研究了最优标定和次优标定问题,分析了标定精度和坡度之间的关系;设计了一种针对系统安装特色的多位置编排方案,完成了大坡度范围下的原位标定。仿真结果表明:方案要求简单,应用范围广,能够完成大坡度范围下高精度快速标定,具有重要的工程应用价值。     

内编队重力场测量卫星微推力器姿轨一体化控制

内编队重力场测量卫星通过精密定轨和相对状态测量实现高精度高分辨率地球重力场测量.这两项技术都依赖于精密编队控制和姿态控制.稳态工作期间,要求相对位移必须控制在厘米量级内,外卫星对地定向精度优于0.1°.姿轨一体化控制的目标是利用微推力器保障稳态工作期间的科学测量.基于带推力器布局的耦合线性模型进行了内编队重力场测量卫星...     

单矢量水听器的姿态修正测向问题探讨

提出了一种采用姿态修正的单矢量水听器远场测向方法.在实际应用中,矢量水听器的测向及其接收的质点振速分量信噪比(SNR)均会受到水听器偏转姿态的影响.为此,利用远场条件下只需两个振速分量和声压信息即可实现二维测向的原理,提出了一种基于振速分量选择处理的远场测向方法,该方法充分利用高SNR的振速分量,提高了测向精度.计算机...     

导弹两种蛇形机动对反导舰炮突防效果比较

为探讨反舰导弹的近距离机动突防能力,用仿真方法计算了反舰导弹末端作水平蛇形机动和垂直蛇形机动时对近程反导舰炮武器系统的突防概率,以图示方式给出了两种机动周期、两种舰炮射速、多种机动幅值条件下的计算结果.结果表明,短周期大幅度的频繁机动可显著提高反舰导弹的突防能力,且两种蛇形机动的突防效果大致相同;而提高舰炮射速则是削弱...     

自行高炮模拟仿真实验平台设计与实现

自行高炮模拟仿真实验平台可应用于火控原理教学和装备科研等场合。该实验平台以某型高炮构建解算模型,采用实物和半实物仿真的方法,以实际车体模型为运动载体,集成了导航、姿态测量系统、目标探测系统和武器系统的实体模型,在仿真火控计算机的控制下,可实现目标搜索、截获、电视自动跟踪、目标运动参数求取和射击诸元计算与输出等功能,同时,可处理车体姿态信息,实现瞄准线和武器线的稳定。该平台运动载体可以自动驾驶或遥控驾驶,配合仿真道路模拟车体姿态的变化,可以仿真短停射击和行进间射击等战术动作。     

基于间歇采样转发干扰的ISAR群目标生成方法

基于间歇采样转发干扰理论,提出了一种ISAR二维群目标生成方法。采用伴飞式干扰机,对所掩护的目标回波信号进行间歇采样转发,在ISAR上形成逼真的虚假二维群目标图像;通过调整干扰机和目标的空间位置关系,生成二维假目标序列,并能模拟目标的动态姿态变化。在介绍了间歇采样转发干扰的基本原理后,阐述了伴飞式干扰原理,然后从理论上推导了了伴飞式干扰机的功率和空间位置要求,接下来着重分析了二维群目标生成的理论原因,指出了影响二维群目标分布的关键因素和群目标的姿态角变化规律,最后进行了仿真验证,结果表明了该方法的有效性。研究成果对于ISAR干扰机的设计和工程应用具有指导意义。     

控制力矩陀螺辅助的空间站大角度姿态机动

在推力器机动技术与零燃料机动(Zero Propellant Maneuver,ZPM)技术的基础上,提出了一种新的空间站大角度姿态机动技术概念——控制力矩陀螺辅助机动(Control Momentum Gyroscopes Assisting Maneuver,CMGs AM)技术。文章给出了CMGs AM燃料最优控制问题模型,在对燃料最优解控制结构分析的基础上,采用基于改进的伪谱结点法的求解策略,求解了CMGs AM燃料最优机动问题,与仅基于推力器机动的燃料最优解和空间站上的绕特征轴的常速率机动进行了比较,结果表明相对于推力器机动,CMGs AM技术更加节省燃料,并同时实现了机动始末动量管理模式的光滑连接;相对于ZPM机动,其机动时间大大缩短,同时具有更强的抵御干扰的能力。CMGs AM技术实现了对推力器技术与零燃料机动技术的高效综合,进一步丰富了空间站大角度机动技术。     

高超声速飞行器俯冲机动最优制导方法

为解决高超声速飞行器俯冲段精确制导与机动突防问题,研究了机动突防最优制导方法。针对零化视线角速率降低突防性能的问题,在俯冲平面及转弯平面内分别设计了正弦形式的视线角参考运动,同时为进一步实现俯冲精确制导,以落速最大为性能指标利用最优控制对其进行跟踪,引入了伪控制量以简化最优制导问题的求解,最后分析了该方法的稳定性及制导性能。以CAV-H为例进行仿真分析,仿真结果表明该方法能够实现机动飞行,且能够高精度地满足终端落角及落点约束,可为高超声速飞行器俯冲段精确制导及机动突防提供参考。     

基于NMPC的战斗机末端机动规避策略

利用非线性模型预测控制（nonlinear model predictive control,NMPC）的思想建立了战机末端规避导弹的机动策略求解方法。根据导弹与战机的空战态势,建立了导弹与战机的相对运动微分方程;将导弹的导引律引入到导弹运动模型中,与飞机模型一起构建了系统预测模型,并对飞机和导弹的运动约束进行了分析。通过对导弹结构限制和战术特性的分析,给出了飞机机动规避导弹的性能指标,进而建立了机动规避导弹的最优控制模型。利用高斯伪谱法对模型进行求解,采用滚动优化策略实现了对机动规避策略的闭环求解。针对导弹气动参数和导航比未知以及相对测量量具有噪声的问题,利用极大似然法对导弹的气动参数和导航比进行估计,实现了对系统预测模型的反馈校正。仿真结果表明,此方法能够实现对导弹的机动规避。