半捷联雷达导引头视线角速度提取

在雷达导引头小型化的应用背景下,半捷联雷达导引头省去了稳定平台上的速率陀螺,满足了降低成本和减小体积的要求。与光学导引头相比,雷达导引头还可以获得弹目相对距离,综合距离与角度跟踪信息可以进一步提高信号输出品质。但半捷联雷达导引头无法直接获取用于比例导引的目标视线角速度,本文提出在天线坐标系下建立目标视线微分方程,利用自适应卡尔曼滤波进而结合导弹弹体扰动信息、天线相对运动信息重构视线角速度信号,用于比例制导系统。     

半捷联导引头光轴稳定的研究

以红外空空导弹为背景，分析了导引头光轴稳定对导弹精确打击目标的重要性，介绍了动力陀螺、速率陀螺和捷联三种稳定导弹导引头光轴的典型稳定方案，并将前两种方案与捷联稳定方案进行比较，同时根据国外空空导弹的发展趋势和捷联稳定原理，运用横滚/摇摆伺服系统结构，提出了一种半捷联稳定方案，并在理想状态下进行了数学仿真验证。结果表明，该方案稳定导引头光轴的性能良好，可行性较强。     

半捷联稳定控制方案与制导信息提取方法

在现代战术导弹末制导系统中,捷联稳定方案在成本、体积方面与传统的陀螺稳定方案相比具有明显优势,是战术导弹导引头的发展方向,其技术核心是数学稳定平台和捷联稳定算法.研究了半捷联末制导系统中数字稳定平台的控制算法和制导信息提取方法,给出了一套适于工程实现的数字稳定控制算法和相应的目标视线角速度信息获取算法.首先探讨了捷联稳定控制原理,然后提出了一种数字稳定平台的实现算法和目标视线角及视线角速度等制导信息的解算方法,为了克服传感器精度和微分运算不理想所造成的视线角速度计算精度不足,又给出了一种基于导弹-目标角跟踪模型的目标视线角速度滤波模型,最后通过数学仿真验证了上述方法的有效性.     

一种匹配滤波方法在导引头捷联稳定平台中的应用研究

提出导引头捷联稳定平台总体概念并进行相应数学分析,建立了导引头捷联稳定平台基本数学模型,分析了QRS／FOG(石英晶体速率陀螺和光纤陀螺)两种捷联陀螺速率稳定回路,对导引头捷联稳定平台控制系统进行稳定性分析研究,提出采取匹配滤波方法提高捷联稳定平台解耦精度并对匹配滤波器参数进行优化设计及仿真,为导引头捷联稳定平台的结构设计提供理论支持。     

基于角位置补偿的半捷联稳定控制系统技术

在雷达导引头小型化的应用背景下,半捷联雷达导引头省去了稳定平台上的速率陀螺,满足了降低成本和减小体积的要求。而为了实现视线稳定,提出采用捷联式稳定控制方案来消除弹体姿态变化对目标测量的影响。研究了半捷联天线稳定系统设计原理和控制算法,在位置环上实现稳定跟踪。最后进行仿真验证,证明该方法稳定回路的隔离度小于5%,在限定的战术条件下能较好的隔离弹体的姿态扰动,满足稳定要求。     

滚仰式捷联导引头视线角速度提取技术研究

滚仰式捷联导引头具有很好的应用前景,但在过顶跟踪时提取稳定的视线角速度问题一直没有妥善的解决方法。提出一种利用导引头提供的失调角、框架角及框架角速度等信息构建"虚拟偏仰式导引头"的方法,设计Kalman滤波器对目标垂直视线运动信息进行估计,进而间接提取出视线角速度信息,用于产生制导指令。仿真结果表明,在过顶跟踪时该方法能有效抑制视线角速度抖动,视线角速度精度显著提高。     

捷联式光学导引头特性与多维度最优制导律

为实现捷联式光学成像导引头与制导系统一体化设计,建立了全捷联制导与控制系统,根据捷联导引头特性进行制导与控制原理研究。首先,建立了全捷联导引头与陀螺的数学模型;接着,针对捷联导引头无法精确提取视线角速率的问题,提出姿态驾驶仪与视线角积分比例导引相结合的控制与制导方案,并分析了导引头体视线角、刻度因数、导航比和系统稳定区域之间的关系;然后,推导了全捷联制导系统最优制导律以提高制导系统响应速度;最后,进行了控制与制导系统飞行仿真,仿真结果表明:捷联式制导与控制系统能对静止与运动目标（速度为60 km/h）进行有效攻击,最大射击误差分别为1.49 m与2.62 m;系统误差、陀螺零偏与零偏稳定性对制导系统精度影响较大。捷联导引头制导与控制系统能满足空对地系统对静止与低速运动目标的攻击要求。     

相控阵雷达导引头捷联去耦数字平台设计

相控阵雷达导引头是未来导引头发展的一个重要领域,为了消除弹体扰动对导引头测量误差的影响,实现相控阵雷达导引头的捷联去耦,设计了一种相控阵雷达导引头捷联去耦数字平台,采用基于四元数法求取弹体的姿态角,采用相控阵雷达导引头波束扫描稳定算法实现对波束扫描误差的补偿,达到导引头捷联去耦的目的,并在MAT-LAB中对四元数法和波束扫描稳定算法进行了仿真验证,取得了较好的去耦效果,该相控阵雷达导引头捷联去耦数字平台具有原理简单、算法运算量小和去耦效率高的特点。     

相控阵导引头捷联去耦方法及性能分析

相控阵导引头全捷联安装在弹体上,波束指向易受弹体姿态扰动影响,从而影响探测性能。需采取相应的捷联去耦措施,隔离弹体扰动,实现波束在惯性空间的指向稳定。分析了弹载相控阵导引头捷联去耦的特性,给出一种实用的相控阵导引头捷联去耦方法,通过仿真试验对导致相控阵导引头不完全解耦的因素进行了系统分析,得出满足弹载环境去耦系数需求时,对部分雷达参数设计的约束。     

基于扩展卡尔曼滤波器的捷联导引头刻度尺参数辨识

基于扩展卡尔曼滤波器,提出一种捷联导引头刻度尺参数辨识方法。首先,简化了在比例导引制导律作用下捷联导引头系统的非线性模型。之后,根据该非线性模型,推导扩展卡尔曼滤波方程组,并在参数估计处利用泰勒展式将其线性化。最后,在以上条件下对制导系统的稳定性进行理论分析与研究。通过数学仿真对该刻度尺参数辨识方法加以验证,仿真结果表明:应用该方法,可以快速、准确的估计捷联导引头刻度尺参数,并且有效提高了在稳定性方面制导系统对导引头刻度尺系数误差的容忍度,使系统更具鲁棒性。     

捷联导引头延时引起的隔离度问题研究

研究了捷联导引头引起的隔离度问题,建立了捷联导引头延时造成的寄生回路模型,分析了捷联导引头延时引起隔离的机理,得到了捷联导引头延时引起的隔离度函数。研究了导引头延时造成寄生回路的稳定性,在制导参数取不同值情况下,绘制捷联导引头延时引起的寄生回路稳定区域。仿真结果表明:制导系统延迟环节动力学时间常数相对于弹体动力学时间常数越大,对系统克服导引头延时的影响越有利。减小弹体气动力时间常数,可以增强系统容忍导引头延时时间的能力。研究成果对于实现捷联导引头的工程应用具有重大意义。     

基于捷联导引头去耦问题惯测注入方法研究

半实物仿真作为导弹打靶前的重要验证环节,在导弹研制定型过程中作用日益重要,半实物仿真系统要具备全面考核导弹性能的能力。但随着导弹性能的提升,出现了仿真过程中导弹弹体姿态角变化方位超出现有半实物仿真系统飞行转台的转动范围情况。基于捷联导引头去耦问题,设计了一种惯测注入式仿真方法,解决转台转动范围不满足弹体姿态角变化范围的问题,提升半实物仿真系统仿真能力。     

捷联末制导系统的控制与滤波模型研究

以半捷联寻的制导武器为对象,研究了捷联末制导系统中的捷联控制算法和制导信息滤波模型。首先分析了捷联末制导系统的工作原理,给出了捷联天线稳定平台的跟踪控制算法,然后针对捷联控制算法对目标视线角信息的需求,考虑仅有角度测量的被动制导情况,提出了一种基于M arkov随机模型的机动目标跟踪模型,通过推广Kalm an滤波技术可以获得目标视线角的估计。因为捷联末制导系统无法直接测量目标视线角速度,为了满足弹上比例导引的需要,提出了一个末制导系统角跟踪通道的数学模型,该模型可以采用常规的Kalm an滤波算法获得目标视线角速度的估计值。最后,通过一系列数学仿真验证了上述方法的有效性。     

成像制导空-空导弹仿真分析

以在现代空战条件下，成像制导空空导弹攻击空中机动目标过程进行了仿真计算，以辅助开发导引头红外目标图像处理算法。研究了机动目标在导引头焦平面上的红外图像的运动特性和图像特征（包括拓扑特征，边界特征及统计特征等），分析了成像导引头性能参数对目标图像特性的影响，可供导引头总体设计和图像处理算法设计参考。     

速率陀螺式激光导引头稳定跟踪原理分析与仿真

激光导引头是激光末制导武器(炮弹、炸弹和导弹)的核心部件,其性能优劣直接影响对目标的捕获、跟踪性能及命中精度,采用计算机仿真技术对激光导引头系统进行建模和仿真是一条有效评估其性能的途径.结合某速率陀螺稳定式激光导引头的结构特点,研究其空间稳定和跟踪的工作机理,并应用多体力学和空间飞行原理建立了该型导引头伺服系统的数学模...     

干扰条件下反舰导弹导引头伺服系统研究

反舰导弹导引头伺服系统对于目标搜索、目标跟踪和目标参数测量起着重要作用,它的精度直接影响反舰导弹制导精度.首先根据导引头伺服系统结构,在干扰条件下对导引头角稳定回路、角跟踪回路和角预定回路进行分析,建立导引头伺服系统数学模型;为提高导引头抗干扰能力,在角跟踪回路中引入Kalman滤波器,通过滤波可以为系统提供精确的目标数据;然后结合工程实际,构建导引头伺服系统的Simulink控制模型,并进行动态仿真;最后得到系统的动态响应结果.仿真结果表明,该方法可以有效提高导引头的响应速度和跟踪精度,为反舰导弹雷达导引头的工程设计提供了科学依据.     

超高速导弹毫米波/红外复合导引头研究

超高速导弹毫米波／红外复合导引头是精确制导技术研究中的关键项目。本文论述了导弹的超高速对导引头所产生的影响，重点阐述在超高速条件下毫米波／红外复合导引头的关键技术，如集能器，天线罩和系统技术等，以及其进展和存在问题，最后提出对策和建议。     

半捷联导引头隔离度影响与STUKF在线补偿

传感器的刻度尺系数不匹配与机械结构运转造成的干扰力矩为引发半捷联导引头隔离度产生的主要原因。针对上述问题,首先将不同因素所引发隔离度对导弹控制系统稳定性与制导精度的影响进行了比对。然后,建立了考虑隔离度寄生回路影响的非线性滤波模型,采用强跟踪无迹卡尔曼滤波（STUKF）算法,对传感器刻度尺误差、稳定平台干扰力矩与弹目视线角速度进行同时估计,以达到在线辨识与补偿导引头隔离度的目的。最后,对在线补偿方案进行了数字仿真验证。实验结果表明:所提方法能有效改善系统的制导性能,提升导弹的制导精度,并具有较好的抗干扰性与鲁棒性。以上理论分析可为半捷联导引头隔离度的综合评估以及在线补偿方面的工程应用提供指导。