空基动能拦截弹制导控制系统建模与仿真

为研究用于弹道导弹助推段拦截的空基动能拦截弹的制导控制系统,探讨了弹道导弹助推段拦截的作战过程,建立了弹道导弹助推段飞行的弹道模型;根据弹道导弹在助推段的飞行特点,建立了动能拦截弹制导控制系统模型,其中包括拦截弹结构模型、动力学与运动学模型、相对运动模型、传感器测量模型、复合制导模型和直接力/气动力控制模型。在Matlab/Simulink环境下开发了弹道导弹助推段拦截的数字仿真系统,并对仿真结果进行了分析。仿真结果验证了模型的合理性,可为空基拦截弹制导控制系统的设计提供参考。     

一维弹道修正弹多发同时弹着火控新算法

为满足一维弹道修正弹对目标快速猛烈打击的需要,利用一维弹道修正弹阻力环调节射击距离和弹丸飞行时间的能力,建立一种单炮多发同时弹着火控新算法.以弹丸飞行时间最短为原则,确定最后一发弹的飞行时间与射角,依次计算倒数下一发弹的飞行时间与射角,并进行仿真验证.仿真结果表明:该算法具有可行性,对提高一维弹道修正弹快速打击能力具有重要意义.     

PAC-3“爱国者”导弹可拦截区的预测方法

以PAC-3＂爱国者＂导弹为建模研究对象,建立了地心系下基于弹道系数的再入导弹弹道模型以及发射系下拦截弹的运动方程,并用简单迭代法对可拦截区进行了预测,给出了不同拦截高度拦截弹的发射时间。结果表明,该方法是可行且准确的。     

基于MATLAB的反鱼雷鱼雷固定提前角导引弹道仿真

介绍了基于Matlab/Simulink的反鱼雷鱼雷固定提前角导引弹道的仿真方法。根据固定提前角导引规律,给出了反鱼雷鱼雷导引系统的数学模型,采用Simulink建立系统的仿真模型并进行仿真计算。仿真结果表明基于固定提前角导引法的反鱼雷鱼雷自导系统具有较高的追踪效率;提高反鱼雷鱼雷速度能缩短自导时间;根据来袭鱼雷方位选取合适的提前角和发射角能够有效提高拦截效率。     

基于Matlab/Simulink的水下航行器建模与仿真

为便于对水下航行器的运动弹道和运动控制进行计算机仿真,建立一种基于Matlab/Simulink的水下航行器模型。利用矢量化建模方法,给出水下航行器6自由度空间运动数学模型,详细论述Simulink建模过程和S函数的实现方法,并应用所建立的Simulink模型,对水下航行器的开环运动、操纵性以及闭环运动控制相关问题进行仿真。仿真结果表明,该系统符合水下航行器的实际运动规律。     

某型130mm榴弹刚体弹道建模与飞行稳定性分析

基于Simulink建立了六自由度非标准条件下的刚体外弹道模型。以该型130mm榴弹为仿真实例,利用该模型分析了射角、弹道风和初始角速度扰动对弹丸飞行稳定性的影响。仿真结果表明,该型旋转稳定弹在达到60°射角射击时容易出现弹丸飞行不稳定;弹道风使弹丸飞行初始时间段内产生较大攻角;在相同风速下弹道纵风对弹丸飞行稳定性影响较弹道横风大;初始角速度扰动使弹丸飞行过程中攻角作不等幅值振荡,Oη轴方向的初始角速度扰动主要使弹丸落点侧偏增大,Oζ轴方向初始角速度扰动主要使弹丸射程减小。     

拦截临近空间飞行器零控脱靶量计算方法

为精确预测拦截高速飞行的临近空间飞行器时的零控脱靶量,根据拦截临近空间飞行器的特点对拦截弹及目标飞行器动力学模型进行了合理简化,推导了拦截弹与目标飞行器相对运动状态解析表达式,得出了一种具有较高精度的零控脱靶量解析计算方法。为验证该算法精度,建立了尽可能接近真实情况的动力学模型,并采用数值积分方法进行仿真对比,结果表明该算法精度较高。将该算法应用于一个简单的中制导律,证明了其在拦截临近空间飞行器时的可行性。     

比例导引法中剩余飞行时间的计算方法

为了给比例导引法提供尽可能精确的剩余飞行时间,基于导弹-目标相对运动模型,研究了剩余飞行时间的计算方法。建立了以导弹前置角收敛到0为准则的剩余飞行时间计算模型。对于比例系数为3时的特殊情形,利用解析方法得到了该计算模型的一阶解和二阶解,通过仿真分析对解的精度进行了评估; 利用多项式拟合方法得到比例系数为其他值时剩余飞行时间的近似解,仿真分析表明多项式次数为5时拟合精度较好; 将研究的剩余飞行时间算法应用于拦截不同类型目标的比例导引过程,结果表明,该算法用于比例导引拦截匀速目标具有良好效果,在导弹速度足够大时也可有效拦截匀加速目标。     

反弹道导弹引战配合的鲁棒预测研究

以防空导弹引战配合为出发点,建立了引信最佳起爆距离模型和最佳起爆延迟时间模型．分析了影响引战配合效能的关键性因素．针对弹目遭遇阶段TBM的飞行特性,建立了战术弹道导弹在这一阶段的运动模型．应用了鲁棒预测算法日。理论对TBM运动信息进行在线滤波和预测,进而对引信最佳起爆距离和最佳起爆延迟时间进行预测估计．Matlab数字仿真试验显示,该算法可以有效跟踪TBM目标的运动信息,提高复杂电磁环境下防空导弹的引战配合效能．     

末敏弹引信与战斗部系统的仿真研究

引信与战斗部系统仿真是末敏弹系统总体设计中的关键环节.建立了弹目遭遇过程中的弹目运动、子弹摆动和延时估计模型,根据上述模型及弹目三维实体模型,实现了末敏弹波束扫描、目标捕获、起爆延时计算及爆炸成型弹丸战斗部起爆和命中目标过程的可视化仿真,通过仿真对子弹摆动、风等因素对探测器扫描轨迹、捕获概率及爆炸成型弹丸战斗部对目标毁...     

平均采样与频谱截取相结合的循环相关算法

针对循环相关法捕获速度加快但是硬件资源消耗大的问题,提出了平均采样与频谱截取相结合的循环相关改进算法。该方法先将输入信号和本地生成信号分别平均分组重采样,以更小的模块进行FFT计算,再利用频谱特性对FFT的计算结果分别截取频谱分量,最后经过循环相关运算完成C/A码捕获。Matlab仿真结果表明:通过该方法可以得到输入信号的C/A码初始位置和载波载频,降低了运算量,更好地满足高动态接收机的实时性要求。但降低了信噪比,使幅值有所下降,抗噪声能力稍微减弱。     

基于dSPACE 的智能控制算法

针对FESTO液位过程控制系统,提出一种可在线修改量化比例因子的模糊自适应PID控制算法。利用dSPACE实时仿真系统能与Matlab/Simulink无缝链接的特点,通过Matlab/Simulink将模糊自适应PID控制算法引入dSPACE实时仿真平台,并进行FESTO液位控制实验。实验结果表明:模糊自适应PID智能控制算法具有较好的控制效果,dSPACE实时仿真系统能为检验智能控制算法的有效性提供良好的验证平台。     

发射车调平过程支腿与轮胎载荷计算方法研究

发射车调平是机动快速发射的关键技术之一,直接影响导弹发射准备时间。调平过程中支腿的载荷是支腿设计和调平策略制定的重要依据。根据发射车支腿调平过程的工作原理,通过理论分析,提出了一种利用悬架载荷传递特性和油气弹簧、轮胎刚度特性,计算悬架和轮胎总刚度,再根据力学平衡方程得到轮胎和支腿载荷的方法。利用Matlab编制了相应的计算程序,计算结果与多体动力学仿真结果误差在2%以内,验证了理论计算方法的正确性。     

基于MATLAB/STATEFLOW的AMT控制策略仿真系统

该文描述了电控机械式自动变速系统(AMT)的工作过程, 包括离合器分离、接合过程, 分析了自动变速过程的混杂系统特征. 在Matlab/Simulink及Stateflow的基础上建立了面向控制算法的车辆机械式自动变速连续/离散混杂系统状态模型, 特别是分层次控制系统模型, 并着重介绍了制动工况与正常行驶工况直接切换的控制策略以及离合器结合状态的判断策略. 经过与实车试验的对比, 仿真模型的可靠性得到了检验, 并进行了多种控制策略的对比. 应用这种快速原型技术对开发AMT控制策略具有很好的辅助作用, 可以降低开发成本、缩短开发周期.     

电视制导炸弹系统六自由度数字仿真

在Matlab／Simulink环境下，建立了电视制导炸弹六自由度数字仿真模型。实现了带有滚转运动稳定的系统仿真。假定目标以某些典型轨迹运动．模拟了电视制导炸弹的整个飞行过程．分析了滚转运动对电视制导炸弹的影响。本系统在参数优化、弹道计算和命中精度分析等方面．可为电视制导武器的研制提供参考依据。     

基于Simulink的运载火箭姿态控制系统时域仿真软件开发

运载火箭的时域仿真软件如果采用C语言开发、工作量庞大、周期长,Matlab包含仿真平台Simulink,它拥有丰富的函数模块库,无需单独开发界面,无需为实现积分算法而专门编写程序。结合实例,介绍如何利用Simulink搭建火箭姿态控制系统时域仿真模型,其中重点分析如何采用S-function实现箭体模型,如何解决时变参数输入、多维微分方程计算、合理加快仿真速度等难题。开发过程与开发结果充分表明,这种方式具有开发速度快、界面直观、通用性强等优点。     

汽车稳态回转试验中转向机器人控制的研究

在自主设计完成的转向机器人的基础上,基于车辆的稳态回转试验,研究转向机器人的控制算法.采用模糊PID控制策略,根据试验要求对转向机器人进行控制,验证控制的效果.在Matlab/Simulink和CarSim中建立联合仿真模型,进行车辆稳态回转试验.仿真结果表明:所采用的控制算法具有较好的控制效果,转向机器人能够完成满足试验标准要求的车辆稳态回转试验,对车辆的转向性能做出客观评价.     

桥式起重机定位和防摆的粒子群算法优化PID 控制

为使桥式起重机精确定位和快速消摆,设计了利用PSO算法优化PID参数的定位防摆控制器。通过在Matlab中编写PSO算法程序和连接Matlab与Simulink的调用函数程序,结合在Simulink中建立的起重机吊重系统模型,完成了PSO-PID控制器控制的吊重系统的仿真。通过仿真,起重机小车实现了无超调无静差的快速定位,吊重摆动也得到快速有效的抑制。仿真结果证明了该控制器的可行性和有效性。     

利用强化学习开展比例导引律的导航比设计

为提升导弹的制导性能，在比例导引的基础上，分别利用蒙特卡洛强化学习和Q-learning强化学习开展导航比的设计。采用蒙特卡洛强化学习的导航比设计方法，对导弹飞行过程进行粗略分段；利用Q-learning强化学习的导航比设计方法，用飞行时间、视线角速度、预计遭遇时间及目标特性等对制导环境进一步细分，根据环境和状态的变化，自适应地调整比例导引的导航比，以获得最佳的飞行制导策略。基于某型防空导弹，利用上述方法分别开展导航比设计，从全空域弹道库中随机抽取批量弹道进行仿真计算，并与传统经验设计进行对比分析。仿真结果表明，采用强化学习方法设计的导航比能够显著降低边界弹道的脱靶量，说明该设计方法能够切实提升导弹的制导拦截能力。