动力陀螺式激光导引头的动力学建模与仿真

在动力陀螺式激光导引头中,驱动装置和动力陀螺相联系的动力学特性对导引头光轴能否达到预期的运动影响很大。基于该型导引头位标器结构配置和工作原理,采用光电稳定机构运动学理论及空间坐标变换的方法,建立了以位标器光轴方位、俯仰框架角与角速度为状态变量的动力学模型,经仿真计算得到了不同弹体扰动和电磁控制输入下导引头光轴的角速度变化和耦合力矩变化曲线,分析结果符合导引头光轴的实际运动规律,为导引头陀螺伺服系统的设计与导引头半实物仿真试验结果的分析提供了模型支持。     

导引头中MEMS陀螺漂移补偿算法研究

为了提高MEMS陀螺在导引头中的测量精度,提出了一种基于坐标变换的零漂补偿算法,通过Matlab进行仿真分析,在导引头系统中进行试验验证,结果表明该方法明显的降低了MEMS漂移,有效地提高了导引头制导精度.     

某导引头陀螺进动控制理论研究

为实现精确控制某型号导引头搜索和跟踪目标,从理论上推导和分析了该导引头中陀螺仪的运动控制方法。分析了该型号导引头中陀螺仪的结构、特点、作用与工作原理。根据陀螺技术方程和导引头的陀螺仪结构特点建立了陀螺运动模型。在建立弹体坐标系以及莱查坐标系的基础上,通过分析陀螺仪在给定的典型电流作用下所受的控制力矩,推导和分析了陀螺仪的运动规律。通过上面的推导和分析,得到结论:只有与陀螺转子转动频率相同的交流电流才能作为跟踪进动电流;进动方向由进动电流的初始相位决定。同时给出了陀螺转子在典型电流作用下的顶点轨迹。为精确控制该导引头中陀螺仪的运动提供了理论依据。     

基于角速度补偿的捷联天线稳定系统设计

研究了半捷联末制导系统中捷联天线稳定系统的设计原理和控制算法。首先分析了捷联稳定和陀螺稳定的本质区别与联系;然后基于弹体、导引头、天线的三维运动关系,提出了一种新型捷联天线稳定系统控制方案。使用框架角测量和惯导信息重构天线的绝对空间运动信息,并采用角速度补偿方法和数学稳定平台实现导引头天线的间接稳定,能够解决导引头在纯稳定和目标跟踪两种工作模式下的天线控制问题。最后通过数学仿真验证了所提方法的有效性。     

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。     

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。     

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。     

激光制导武器半实物仿真系统的设计与实现

首先,以某激光制导弹药为背景,提出了室内半实物仿真系统的总体设计方案,介绍了一种激光半主动导引头的工作原理。其次,在室内局限环境下,建立了弹目几何关系的数学模型,研究了导引头入瞳光学特性,并根据制导与控制系统的工作原理,设计了末制导段弹道的半实物仿真模型。最后,设置两种末端制导的初始条件,引入导引头和角速率陀螺等弹上部件进行多次弹道仿真试验。试验结果表明,基于该导引头和角速率陀螺的制导与控制系统设计合理,可以实现精确打击。     

动力陀螺式导引头跟踪能力分析

动力陀螺式导引头（下文中简称导引头）的跟踪能力是影响制导精度的主要因素之一。为分析导引头跟踪能力,定义了导引头跟踪能力性能指标。通过建立导引头的耦合动力学模型,对稳像及跟踪能力的传递函数及动力学模型稳定性进行解析和频域分析。从动力学稳定性的角度得出了限制导引头跟踪能力的根本原因。通过对比导引头半实物仿真与数学仿真结果,验证了动力学模型的精确性。为减小稳态失调角,提高导引头的跟踪能力,提出了PI校正,仿真分析发现通过调整比例积分系数可以达到减小失调角并且不降低其他性能指标的目的。进一步探讨了在导引头失调角为0时目标视线角速度信息的提取方法。此文可以为导引头动力学及控制系统设计提供指导。     

光学成像导引头半捷联稳定

对半捷联式成像导引头在空地导弹中的应用特性进行了研究,对比了半捷联式导引头与陀螺稳定平台式导引头.在此基础上分析了稳定误差的来源,并确定了主要误差源.对于可抑制的误差源提出匹配滤波的抑制方法,并建立模型进行仿真分析.以非捷联稳定平台为基础,加入基座陀螺进行扰动仿真,应用匹配滤波的方法对实验数据进行合成对比,结果表明:匹...     

三点源诱骗抗反辐射导弹合成场计算与仿真

为了解决反辐射导弹在三点源诱骗及多点源诱骗情况下被动雷达导引头处合成场的计算,分析了多点源诱骗系统抗反辐射导弹的条件,对三点源诱骗抗反辐射导弹合成场强和相位进行了推导计算,最后采用Matlab对导弹实时飞行过程中导引头处的合成场的幅度和相位进行了仿真分析,仿真结果验证了模型的有效性。     

动力陀螺式激光导引头数学建模及关键算法研究

以“红土地”国产化导引头为例,详细介绍了动力陀螺式激光导引头的结构组成、工作流程和跟踪原理,并阐述了激光导引头数学模型及建模过程。针对其动力陀螺稳定平台特性,研究了其在火箭弹、空地导弹、航空炸弹等平台的应用。针对采用倾斜稳定三通道控制的非旋转弹提出的导引头输出斜率补偿算法,可有效降低导引头输出斜率散布;针对采用双通道控制的旋转弹提出的导引头转速自适应算法,在弹体转速0～10 r/s范围内实现了动力陀螺稳定平台式激光导引头的自适应工作。斜率补偿和转速自适应两种算法均已通过仿真试验考核以及地面联试与飞行试验验证,实现了工程应用。     

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。     

尾纤长度不对称导致的光纤陀螺振动误差分析

如何提高光纤陀螺在振动环境下的精度是光纤陀螺工程化过程中必须考虑的问题。当前,对于降低光纤陀螺振动误差的方法主要集中在改善光纤陀螺的机械结构和固定光纤环上。然而,Y波导与光纤环的尾纤长度不对称也是引起光纤陀螺振动误差的一个重要原因。首先根据弹光效应从理论上阐述了由振动所引起非互易相移的原理,进而分析证明了振动条件下左右两侧的波导尾纤与光纤环的尾纤长度之和不相等,即尾纤长度不对称是导致振动条件下非互易相移产生的一个重要原因。在此基础上推导出了振动条件下光纤陀螺两侧尾纤长度和之差与陀螺输出误差的理论关系式,并通过Matlab仿真了两侧尾纤长度和之差与陀螺输出漂移的关系曲线。     

偏心安装的导引头隔离度测量值的修正

针对偏心安装条件下导引头隔离度的测量偏差问题,介绍了一种导引头隔离度测量值的修正方法。构建了导引头在转台上偏心安装条件下的数学模型,推导了偏心安装引起的导引头输出角速度偏差,分析了这种偏差对导引头隔离度测量的影响,最后给出了一种导引头隔离度测量值的修正方法。仿真和测试证明了该方法的可行性,这对解决雷达导引头高精度指标测量问题具有重要指导意义。     

多径环境中被动雷达导引头测向性能分析

对多径效应下被动雷达导引头相位模型进行了理论推导,并通过仿真,分析了多种频率、速度、攻击角条件下被动雷达导引头测角受到的多径影响情况。仿真试验表明,大攻击角下多径影响较小。     

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。     

半主动激光导引头一些参数探讨

本文论述激光导引头基本原理和数学模型。着重讨论具有螺管线圈单一陀螺半主动制导激光导引头的一些参数问题。通过计算,说明了导引头系统放大系数、阻尼系数、系统相位乖激光重复频率等对导引头性能影响很大。供系统设计选择参数时参考。     

导引头伺服机构的控制系统分析与设计

针对导引头伺服装置的特点,推导了装置在搜索和跟踪工作模式下的输入输出特性,并重点分析了在这两种工作模式下,装置指令跟踪性能和扰动隔离性能之间的差异,指出了传统的只考虑陀螺稳定回路的系统隔离度指标确定与测试方法的局限性,同时提出了采用位置回路补偿陀螺随机漂移误差的方法。该研究为导引头伺服装置,以及其相关光电稳定跟踪装置的陀螺选型、控制系统设计及性能指标测试提供了参考和理论依据。     

雷达导引头伺服系统关键技术分析

本文讨论雷达导引头伺服系统的工程实现，通过理论分析证明必须采用速率陀螺代替地面雷达伺服设计中常用的测速电机实现速度反馈环；讨论天线伺服系统的准最优控制技术以及速率陀螺在方位、俯仰通道间的互耦影响，最后讨论伺服系统指标的确立。