临近空间大气环境建模及其对飞行器影响

临近空间飞行器在大气层飞行的过程中,其飞行状态和工作性能会受到大气环境的影响。首先对临近空间大气的宏观变化和扰动类型进行了简要介绍,建立了基于国军标的中国地区平稳风模型和基于概率的最恶劣阵风模型,并研究了风场变化特性和阵风幅值变化规律,最后仿真分析了大气风场对飞行器弹道的影响。仿真结果表明：大气风场对飞行器的落点散布有显著影响,并且其影响结果与当地平稳风的长周期变化有关。     

新型空间绳系机器人逼近动力学建模及控制

为弥补传统空间机器人操作范围小,风险高的缺点,介绍了一种新型空间绳系机器人系统。建立其任务核心的逼近动力学模型,基于反馈线性化技术和神经网络控制技术设计智能逼近控制系统,仿真结果验证了控制系统的有效性,为新型近距离空间操作技术的发展奠定基础。     

制导精度对弹道导弹动能拦截效果的影响分析

本文首先从碰撞几何关系角度建立了直接碰撞毁伤来袭弹头内所有子弹头的碰撞毁伤模型,并得出了碰撞弹坑需求;其次从碰撞能量角度建立了直接碰撞产生的动能与对弹头造成侵彻弹坑的关系。通过仿真计算,得到了碰撞精度与弹目交汇速度、KKV的质量和体积之间的关系,可为KKV的设计提供参考。     

高超声速飞行器舵机摩擦的影响及其抑制方法

高超声速飞行器非线性性影响飞行姿态控制,本文在某型轴对称高超声速飞行器滚转通道数学仿真模型的基础上,仿真分析了基于静摩擦+库仑摩擦+黏性摩擦模型的舵机摩擦环节对滚转通道控制的影响,指出该摩擦环节会导致滚转通道振荡,最后提出采用非线性PID控制算法作为舵机控制算法抑制该摩擦环节。仿真结果表明舵机应用该控制算法在不显著改变舵机性能的同时能削弱舵机摩擦环节对飞行控制的影响。     

直接力/气动力复合控制系统鲁棒稳定性分析

脉冲发动机作为直接力与空气舵复合控制能有效提高导弹的快速性和末端大过载机动能力。由于脉冲发动机的喷流干扰会对复合控制系统的稳定性产生影响,本文在考虑脉冲发动机自身喷流因子效应以及对导弹气动干扰的情况下,把直接力喷流作用等效为弹体的气动力进行建模,并结合复合控制系统的性能指标以及稳定判据,对一类复合控制自动驾驶仪的鲁棒稳定性进行了分析,给出了直接力喷流作用下复合控制系统的满足性能要求的稳定边界。     

滑模变结构控制的月球着陆舱姿态控制系统设计

在我国的探月计划中,要实现月球探测器软着陆于月球表面.在分析月球着陆舱软着陆段的飞行任务对于姿态控制要求的基础上,基于滑模变结构控制方法,根据实际姿态角和期望姿态角的偏差,给出了线性滑动模态面的切换方程,采用指数趋近律和边界层削抖的方法,推导出期望控制力矩的计算公式.并研究了姿控发动机的配置特点和点火逻辑.给出了由期望力矩计算实际控制力矩的方法.仿真结果表明,该姿态控制系统能迅速地将着陆舱跟踪到期望姿态.着陆舱经过514s飞行,在距月面2 km处将速度减为零,将姿态调整到垂直向下,完成了飞行任务.飞行轨迹比较平滑,具有较好的鲁棒性和自适应性.     

基于微分几何的拦截弹制导律研究?

针对战术导弹的拦截问题,根据质点微分几何运动学在弧长系下及在时域内的关系,将弧长系下的微分几何制导律应用到实际的TBM拦截过程中,得到了空间中时域内的微分几何制导律以及相应的过载指令。根据拦截过程中目标的不同机动方式,采用微分几何制导与比例导引进行了仿真对比与分析,得到了两种导引律下的脱靶量与拦截时间。仿真结果表明,微分几何制导律能够在拦截过程中降低视线角速度并使其趋于稳定,在拦截开始其过载需求较大并逐渐降低至接近0,脱靶量及拦截时间都小于比例导引律,采用微分几何制导律能够在更短时的时间内进行精确拦截。     

基于正交试验法的冗余捷联惯组故障诊断实验方法研究

冗余捷联惯组是运载火箭控制系统的重要设备,需要对其进行故障检测和隔离以保证系统正常工作,所应用的故障检测算法需要进行有效性评估。由于惯组器件配置和故障形式的多样性,所有故障情形进行逐一测试不可能的,因此提出利用正交试验法安排实验,对广义似然比故障检测算法进行性能检测。试验结果表明应用正交试验实现了故障情形的良好覆盖性,有效减少了试验次数,并且从测试数据中验证了故障检测算法的有效性。     

弹道导弹防御中拦截弹最优分层配置

多层弹道导弹防御系统在助推段、飞行中段或再入段不同阶段实施拦截,可有效提高系统拦截概率,不同拦截阶段存在拦截弹最优配比问题。为了解决拦截弹道导弹过程中的最优分层配置的问题,本文分别以单层、双层、三层这三种拦截系统为例,通过公式演算和计算机仿真,得出了分段拦截弹道导弹时、不同拦截阶段的拦截弹之间的数量比与整体拦截成功率之间的关系;并提出了整体拦截成功率的概念。经仿真表明,在整体拦截成功率给定的情况下,使用本文所得出的不同拦截段之间所需拦截弹数目之间的最优比,可以最大限度地降低弹道导弹的拦截成本。