两维转镜的等效动态控制误差模型辨识

两维转镜的动态控制误差是影响激光制导武器对抗闭环半实物仿真试验精度的重要误差源,建立准确的控制误差模型是系统精度分析的基础。对于转镜的动态控制误差分析建模问题,常采用经典的频域设计法建立控制系统的传递函数来分析其控制误差,建模过程复杂且难以建立准确的模型,提出了一种过程辨识的方法,分析了辨识原理、辨识输入信号设计、模型阶次及模型参数的辨识方法等,在使用行列式比定阶法确定模型阶次的基础上,采用递推最小二乘法建立了转镜的等效动态控制误差模型。然后,根据转镜控制系统指标设计等效正弦信号对该模型进行了验证,结果表明:动态控制误差模型估计输出与实际仿真输出基本相同,估计误差均值为0,最大值仅为13,说明了建模的准确性,同时也为激光制导武器对抗闭环半实物仿真试验系统中其他仿真设备的建模提供了方法支持。     

激光制导武器角度欺骗干扰半实物仿真系统设计的探讨

激光制导武器角度欺骗干扰半实物仿真系统是检验激光角度欺骗干扰设备干扰效果的重要手段.详细分析了该系统的结构组成、实现原理和设计过程中的一些关键问题,给出了半实物仿真系统的完整模型,建立了内外场等效弹目视线计算模型和二维转镜控制角度求解模型.对系统在工程实现中的关键技术进行了阐述,为如何开展激光制导武器角度欺骗干扰半实物仿真试验提供有效支持.     

激光捷联导引头半实物仿真合成视线法研究

在分析激光制导半实物仿真系统特点的基础上,结合激光捷联导引头的工作原理,提出了一套基于合成视线的半实物仿真系统视线模拟方法。一方面,基于漫反射屏和三轴转台的激光制导半实物仿真系统架构建立了合成视线仿真模型,并在分析安装误差对合成视线仿真精度影响的基础上设计了合成视线仿真误差修正算法;另一方面,对合成视线仿真模型和误差修正算法进行了仿真计算。仿真结果表明,该方法在工程应用上是可行的,对提高激光制导半实物仿真系统对捷联导引头的测试和仿真能力有重要意义。     

模型参考算法在快速反射镜中的应用

快反镜是光电跟踪系统中精跟踪系统的核心部件。精密光电跟踪系统要求快反镜闭环控制系统既具有高的扰动抑制能力又具有快的响应速度和高的跟踪精度。运用理论建模方法得出了快反镜的四阶模型结构,通过实验建模方法建立了仿真中用到的快反镜的三阶模型。在拟定快反镜为三阶模型后,选择了响应速度很快,响应精度很高的三阶理想模型作为模型参考自适应控制算法中的参考模型。在快反镜之前叠加正弦信号模拟干扰,通过大量仿真研究,说明用这种自适应控制算法能有效地抑制干扰,使快反镜输出很好地跟随参考模型。由于参考模型响应速度很快,响应精度很高,所以基于该自适应控制算法的快反镜控制系统具有很快的响应速度与很高的响应精度。     

激光制导武器半实物仿真系统弹目视线建模与验证

激光制导武器半实物仿真系统的弹目视线复现精度是评估半实物仿真精度的一项关键参数。在分析弹目视线运动的静态和动态误差来源的基础上,采用多体系统理论建立了具有明确物理意义的弹目视线运动模型。对正弦、指数和典型战情三种运动过程中的弹目视线角分别进行了仿真计算和实验测试,利用实测数据对仿真结果进行了对比验证。结果表明:弹目视线角仿真结果与实测结果误差小于2.68',误差均值小于0.30',两者具有较好的一致性,模型能够准确反映弹目视线角的变化规律。     

红外制导半实物仿真系统误差分析

为提高红外制导半实物仿真试验精度和可信度,研究和分析了红外制导半实物仿真系统误差。详细分析了影响红外制导半实物仿真精度的主要误差源和产生机理,从仿真机理角度建立了半实物系统仿真模型和系统误差模型,通过仿真和分析比对在有无加载误差模型下的导弹弹道解算结果,定量分析各类误差源对仿真试验精度的影响。通过仿真分析表明,转台性能和机械误差对仿真试验精度影响很小并可忽略,而红外导引头轴向位置安装误差影响较明显,在仿真试验过程中需要重点考虑并保证在厘米级范围内。     

激光制导武器半实物仿真中激光能量模拟误差研究

激光制导武器半实物仿真中通过对激光能量精确控制,来逼真模拟战场环境下激光导引头接收到的激光能量。需要对激光能量模拟误差进行分析研究,以保证半实物仿真的可信度。重点分析了半实物仿真中激光信号传输的全过程,给出了激光信号传输各环节引起的能量控制不确定度;提出了激光能量密度模拟误差模型和误差分析方法,举例说明了该误差分析方法的具体应用,并设计实验验证了模型准确性。根据误差分析模型,可有效评估激光能量密度模拟误差,优化仿真想定设计,保证半实物仿真结果精度。     

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。     

激光跟踪系统控制算法设计与虚拟试验验证

针对激光跟踪系统对目标位置难以快速准确跟踪控制的问题,在信号接收处理中采用插值法和传统算法相结合进行数据处理;在伺服跟踪机构中,基于Lyapunov稳定性理论利用系统输入和输出量设计模型参考自适应控制系统,并在无干扰和有界扰动两种情况下进行MATLAB仿真;并搭建系统进行实物虚拟实验.实验结果表明:与常规控制算法相比,该控制算法在信号接收处理中具有误差小和计算速度快,在对目标的跟踪中具有动、静态误差小,响应速度快的特点,且对系统中各种干扰有较好的抑制,表明了该控制算法能够满足激光跟踪系统对目标位置跟踪控制要求.     

激光制导武器仿真系统视线角精确控制研究

为了得到精确的视线角,从两轴台、6.6m×5.1m超大室内漫反射屏和程控一体化集成激光器的设计时的精度需求入手,研制了一套适合于激光制导武器半实物仿真的视线运动系统;基于DT2经纬仪、高度尺、徕卡DISTOTMpro4a激光测距仪、平行光管、光学平面镜和辅助夹具等,提出了一套精确标定措施。标定结果和多次实验表明,所建立的视线运动系统能够满足高精度的视线角控制,控制精度达到0.5mrad,系统的重复性好,稳定性高。     

Galileo接收机的多径误差分析与研究

多径是影响卫星定位系统的主要因素,因此如何消除多径成为提高定位精度的重要任务。以Galileo接收机为基础来研究多径的抑制。主要介绍了Galileo信号和多径信号的基本结构,通过对多径消除方法——窄相关技术的仿真,可以看出,窄相关技术对跟踪误差有很好的抑制能力,能提高测量精度。     

误差功率谱系数加权法在半捷联制导信息提取中的应用

为了解决半捷联成像导引头视线角速率直接提取噪声大的问题,首先分析了半捷联导引头视线角速率随机噪声的来源,建立半捷联稳定跟踪控制回路的模型,推导出各种误差与输出之间的传递特性。在主要的随机误差源统计分析的基础上,得出主要噪声的功率谱响应,依据功率谱响应对半捷联视线角速率各构成部分进行加权得出加权视线角速率。为了验证加权视线角速率的有效性,在制导回路中进行分析仿真,结果表明:加权方法能够有效抑制导引头测量信息的噪声。以半实物的方式实现半捷联电视导引头,在电视导引头完成双闭环后进行扰动隔离及跟踪靶标,将加权视线角速率提取方法提取制导信息与直接提取方法进行比较,实验结果表明,加权提取方法的视线角速率噪声均方差为0.098 ()/s,比直接合成噪声降低了46%。综上所述,加权方法可以很好地改善半捷联视线角速率噪声大的问题。     

半捷联导引头机电平台观测器的角速率估计

为准确获取半捷联图像导引头视线角速率,构建了Kalman观测器对电机平台进行框架角速率估计。首先,根据半捷联导引头稳定跟踪原理,建立了以Kalman观测器为状态反馈的数学模型;其次,根据编码器误差特性,应用最优估计理论计算分析了估计精度与观测器参数之间的关系;再次,在保证稳定平台带宽的前提下,设计了两种不同采样率下的Kalman观测器;最后,进行了数字仿真实验验证。结果表明:在2 000 Hz采样率下,估计算法角速率精度为0.098 9 ()/s,优于200 Hz采样率下的0.301 3 ()/s;两种采样率下导引头带宽均为59.6 rad/s,平台隔离度为1.5%。提高导引头稳定系统采样率并与相应控制参数匹配,能有效提高平台角速率估计精度。     

激光导引头跟踪回路的设计与半实物仿真

首先,为实现激光半主动导引头光轴的快速跟踪目标,根据光轴与弹目视线的误差角大小,将光轴进动速率分为线性区、过渡区和非线性区.为解决角速率的不连续性问题,采用Hermite方法设计了有约束条件下的导引头跟踪回路的进动方案.其次,介绍了激光制导武器的半实物仿真平台,建立了室内环境下的几何数学模型.最后,将未解锁的导引头搭载于五轴转台,以五轴转台的两自由度模拟导引头光轴的进动,其余三自由度模拟弹体姿态运动,通过在远、近边界初始条件下,通过弹道的半实物仿真试验,可以验证,导引头跟踪回路的设计方案在末制导段飞行过程中安全可靠,可以实现精确命中目标.     

基于光电伺服系统的复合控制仿真分析

针对光电系统跟踪目标时，伺服分系统采用传统的反馈控制跟踪精度不足的问题， 从控制原理、建模及仿真等方面进行分析，提出采用复合控制的方式提高系统的跟踪精度。实际系统采用滤波预测技术，对合成后的目标位置进行滤波预测并预计出目标的角速度和角加速度。 本次仿真利用目标模型直接推导出目标角速度和角加速度，简化了仿真模型。通过仿真结果证明复合控制可以大幅度提高光电跟踪系统的跟踪精度。     

红外成像对抗中导引头伺服系统建模与分析

红外成像制导武器对抗是光电对抗的重点领域。在红外成像制导对抗数字图像注入式闭环半实物仿真试验时,由于红外导引头传感器被图像生成和图像注入计算机取代不参与工作,需要建立准确的导引头伺服控制系统的传递函数模型,进行仿真实验和实际工作两种情况下导引头控制回路性能的等效性分析。基于此,结合某型红外成像导引头的结构组成特点,将导引头划分为七个不同的功能模块,提出了导引头伺服控制系统建模的总体设计方法。采用机理建模和实验测试结合的方法建立了该型导引头完整的伺服系统模型,导引头在幅值5,频率2 Hz 弹体正弦扰动下的光轴能够保持稳定,经过测试,导引头实际输出弹目视线角和角速率能够高精度稳定跟踪真实的弹目视线角和角速率,结果验证了伺服控制系统数学模型的准确性。研究成果为同类设备伺服系统的建模和红外成像制导武器对抗图像注入式闭环仿真测试实验提供了方法和模型支持。