末制导迫弹脉冲控制建模与仿真

为研究迫弹在弹道末段受脉冲推力控制时的运动规律,分析了迫弹受到的脉冲发动机的控制力和控制力矩,建立了有控弹道模型.根据弹道参数和目标参数,确定了脉冲作用方位,给出了脉冲点火序号算法.利用上述模型和算法进行了仿真计算,得到射程修正图表和攻角变化曲线.对于算例中给定的±200m射程偏差,在弹道末段使用脉冲控制能将射程偏差修正至约±10 m.结果表明,该模型和算法适用于脉冲控制方案的数值仿真和计算分析.     

基于落点预测补偿的激光末修弹脉冲点火相位研究

为得到脉冲控制激光半主动末段修正弹落点精度更高的修正力作用方向,提出在传统点火相位计算基础上加入落点预测补偿,并通过建立激光探测器目标方位模型,结合脉冲力的纵向和横向修正能力的分析,推导出改进后的点火相位。采用六自由度弹道仿真进行验证,结果表明,采用文中点火相位进行弹道修正后,落点偏差明显减小,平均脱靶量从56.3m减小到13.1m,圆概率误差从48.1m减小到12.4m,证明了该方法的有效性,为末段修正弹控制策略的设计提供了理论依据。     

迫弹简易制导技术

针对简易制导技术的特点及其基本原理，以某迫弹为研究背景，采用横向脉冲修正方法修正迫弹横向偏差，建立了在脉冲力控制下的简易控制迫弹外弹道方程组，并重点对横向脉冲修正中脉冲力大小、脉冲作用时间、脉冲起控时间、脉冲发动机距弹体质心的距离等相关设计参数对横向修正效果的影响进行了计算分析．研究结果对简易控制迫弹的设计具有工程应用价值．     

基于脱靶量预测的脉冲末修迫弹控制方法研究

针对脉冲末修迫弹的控制问题,提出了一种基于脱靶量预测的控制方法.分析了脉冲控制力与控制力矩,推导了有控六自由度运动方程组;利用捷联激光导引头测得的弹目偏差角及其方位信息,建立了脱靶量预测模型;在此基础上设计了脉冲工作模式,给出了脉冲作用个数与启控方位的确定方法.算例仿真结果表明,利用所提出的控制方法能够将圆概率误差减少约80％,有控弹道落点平均脱靶量为7.85 m,证明该方法能够有效修正偏差,提高落点精度.     

末段修正迫弹主要参数确定方法研究

通过建立末段修正迫弹在俯仰平面的简化弹道模型．对末段修正迫弹主要参数的确定方法进行了研究，分别对脉冲力值、修正阈值和脉冲发动机个数对脱靶量的影响进行了仿真计算和分析，研究成果可为末段修正迫弹总体方案设计提供重要的参考依据。     

基于成像点轨迹的末段修正弹控制策略

针对激光半主动末段修正弹的控制策略问题,提出了根据激光探测器上目标成像点运动轨迹确定控制策略的方法。根据实时测量的弹体滚转角,建立了弹体滚转解耦模型;分析了弹体滚转解耦后的目标成像点轨迹,得到脉冲发动机启控时机和点火相位角;通过六自由度弹道仿真,研究了某型末段修正弹在该控制策略下的修正效果。结果表明,采用文中修正策略后,脱靶量显著减小,圆概率误差从48.1m减小到14.6m,且对弹道偏差的侧向修正效果比纵向修正效果更好,对脉冲控制末修弹药的脉冲参数优化和导引律设计具有参考价值。     

末段修正迫弹脉冲发动机控制策略

针对迫弹的末段弹道修正问题,建立了脉冲控制的六自由度弹道模型,提出了一种基于实时弹目偏差量的控制策略,仿真研究了该控制策略对修正能力、飞行稳定性的影响规律等问题.结果表明:该控制策略能有效地修正弹道,缩小弹目偏差.该研究对脉冲发动机在末段修正迫弹上的工程应用有一定的参考.     

基于末段修正迫弹命中概率的射角优化

为提高激光半主动末段修正迫弹的命中概率,提出了优化发射角的方案。建立了激光导引头目标捕获概率模型和命中概率模型,以发射角为优化变量,以命中概率和平均落点偏差为目标函数,采用功效系数法求出最优射角。通过蒙特卡洛法进行模拟打靶和仿真计算,将优化前后的结果进行对比。分析结果表明,优化射角的方案可使末修迫弹命中概率提高10%以上,对激光半主动末段修正弹的射表编制具有重要意义。     

末端修正迫弹激光探测器及目标方位模型

研究了末段修正迫弹激光探测器的工作原理，对激光探测器修正区域进行了分析，推导了地面坐标系与激光探测器坐标系的坐标变换公式，建立了激光探测器模型；研究了利用目标光斑位置求解目标方位角和跟踪误差角的方法，建立了目标方位模型。仿真计算表明：末段修正时必须选择合适的弹体转速，转速太低会造成对目标的漏扫；通过对末段弹道进行多次修正能够显著提高迫弹的落点精度。本文所建立的激光探测器模型和目标方位模型为末段修正迫弹的弹道模型建立和外弹道仿真计算打下了基础。     

考虑建模误差的拦截弹制导控制一体化设计

针对拦截弹末段的制导控制问题,改善已有建模结果,采用智能控制方法设计一体化控制律。考虑近似线性化和忽略耦合因素引起的建模误差,采用模型误差补偿改进拦截弹动力学模型;结合弹目相对运动非线性模型,建立面向拦截弹末段的制导控制一体化(IGC)模型。对此非匹配型非线性系统,利用自适应动态面控制方法进行控制器设计,不仅消除系统非匹配不确定性对系统性能的影响,同时避免了传统反演法的微分膨胀问题,得到控制目标与执行机构指令之间的直接关系。通过与忽略建模误差的IGC 拦截仿真比较,实验结果表明本文IGC 控制效果的优越性。     

滑翔增程弹箭滑控段弹体运动模式对增程效率的影响

增程技术是弹箭技术重点发展方向之一,而滑翔增程是目前采用的较为有效的ー种弹箭增程技术。阐述了滑翔增程弹箭的飞行过程,建立了滑翔增程弹箭的滑翔段弾道模型,在滑翔控制段弹体分别采用俯仰滑翔飞行和旋转滑翔飞行,分析了在滑'翔控制段弹体的两种运动模式对弹箭增程效率的影响。仿真结果表明：在滑翔控制段弹体釆用俯仰滑翔飞行,增程效率高,但在滚转控制过程中控制系统复杂,对舵机的要求高;在滑翔控制段弹体采用旋转滑翔飞行,增程效率较低,但整个控制过程中控制系统简单,对舵机的要求低。     

无翼式布局制导火箭弹俯仰操纵气动特性

为了研究某无翼式布局制导火箭弹进行俯仰操纵时非线性气动特性对弹箭操纵性的影响,通过模型风洞试验和数值计算相结合的方法,分析了不同马赫数、舵偏角和攻角等因素对该火箭弹气动特性的影响。对模型进行超声速风洞试验,试验结果表明,俯仰操纵负舵偏角时俯仰力矩系数导数随攻角先增大后减小,正舵偏角时俯仰力矩系数导数随攻角先减小后增大。采用ANSYS FLUENT对不同工况下该弹气动特性进行数值计算,计算结果表明,得到的俯仰力矩与风洞实验结果吻合较好,最大误差仅为4.6%。各部件气动特性分析结果表明:弹身的压心在负舵偏角时前移,正舵偏角时后移; 上尾舵受弹身干扰影响法向力效率降低; 负舵偏角时下尾舵的法向力系数导数随攻角减小,正舵偏角时下尾舵的法向力系数导数随攻角增大; 各部件共同作用下弹箭气动特性呈非线性。     

一种基于DSP的电机电磁锁制器控制与检测技术

为提高系统的可靠性，保证载机和飞行员安全，设计一种基于DSP的空空导弹舵面解锁控制和状态检测系统。利用电路仿真分析技术对解锁控制和锁定状态检测电路进行设计、性能分析，完成系统各组成元器件参数偏差对系统性能的影响，针对系统中常见的故障模式，提出了提高该系统可靠性的改进方案。研究结果表明：在控制信号受到强干扰，+27 V供电电源不大于2 ms的瞬时掉电，三极管增益漂移的情况下，该方案仍可使其正常工作。     

超空泡水下航行器空间运动建模与弹道仿真

在包含超空泡“时间延迟”效应的基础上,建立了超空泡水下航行器空间运动模型。模型中体现了机动条件下空泡中轴线相对航行器中轴线的偏移产生的流体动力及力矩。为考察该模型在强机动条件下的准确性,进行了弹道仿真分析。结果表明所建立的模型能够描述航行器机动运动的特性;同时表明在实施极限操舵模式时,舵角极限量是影响姿态角对舵角振荡特性的关键因素。该结论对超空泡水下航行器控制技术研究具有重要意义。     

刻槽弹体旋转侵彻混凝土效应试验研究

为研究刻槽弹体旋转侵彻混凝土靶的侵彻性能,利用14.5 mm滑膛枪发射平台,进行了非旋转的卵形弹体与刻槽弹体侵彻砂浆混凝土靶试验研究,同时利用14.5 mm线膛枪发射平台,进行了旋转的卵形弹体和刻槽弹体侵彻砂浆混凝土靶和石灰石混凝土靶试验研究。两种发射平台对比试验结果表明：采用卵形弹体头部刻槽和旋转侵彻的方法,使对混凝土目标的破坏从单一的挤压破坏变为挤压与环向剪切联合作用的破坏模式,达到了减少轴向阻力和提高侵彻威力的作用;相比于砂浆混凝土靶,石灰石混凝土靶具有较强的抗侵彻能力。     

钢球破片高速侵彻多层组合靶实验研究

叙述了钢球破片以高速(1200-2200m/s）侵彻多层组合靶实验的物理现象。分析了钢球机械性能和着速对击穿能力的影响。得出了在一定破片质量下着速与击穿概率的关系曲线。实验证实了在高速侵彻条件下，用多层组合靶比用等强度单层靶更符合实际更科学的观点。本研究结果为导弹杀伤战斗部和杀伤弹丸的设计提供了可靠的依据。     

冲压增程制导炮弹气动特性研究

为研究冲压增程制导炮弹在不同弹道阶段的气动特性,依据其工作原理与飞行特点,设计冲压助推、爬升飞行、滑翔控制状态所对应的3种气动外形。运用拼接网格技术与雷诺转捩模型,对冲压增程制导炮弹的三维流场与气动特性进行模拟和数值计算。结果表明：3种气动外形与相同外形参数（除舵翼与头部母线外）但不采用冲压结构形式的鸭式布局制导炮弹（参考弹）相比,升阻力系数规律一致;冲压助推、滑翔控制、爬升飞行外形在相同条件下对应的阻力系数依次递减,分别较参考弹阻力系数增大约50.5%、42.9%、33%;滑翔控制外形因鸭舵展开,相同条件下升力系数较其他两种外形大,又因进气道限制了鸭舵面积,相同条件下升力系数较参考弹小（约小11.9%）;弹体摆动减小了冲压发动机进气道的流量系数和总压恢复系数,对其总体性能产生了不利影响。     

分布式数字化牵引高炮系统的命中概率分析

针对分布式高炮系统数字化改造出现的新变化，研究了数字化改造后高炮系统的命中概率。首先分析了射击误差和目标位置误差，在预测迎弹面的目标投影为圆域假定下，分别给出了牵引高炮系统在不带基线修正的传统平行射向和数字化改造后带基线修正射击体制下的命中概率理论计算公式。理论研究表明：在相同前提下，带基线修正的分布式数字化高炮系统的命中概率优于不带基线修正的传统高炮系统；前者的基线斜距仅对弹丸散布形状有影响，而对整体命中概率影响不显著；且合理的基线斜距相对误差导致的理论命中点偏差，对整体命中概率影响也十分有限。理论分析中的单门高炮一次点射发弹的命中概率通过Monte-Carlo彷真得到。     

二维弹道修正引信制动控制建模与仿真

为解决二维弹道修正引信滚转姿态实时控制问题,提出了固定舵制动模型。根据弹道修正原理及固定舵控制规律,建立了制动控制数学模型。构建了基于双轴仿真测试转台的半实物仿真系统,对不同弹道环境下制动控制性能进行了半实物仿真。结果表明干扰力矩在0～0.5 N · m变化范围,该方法能够有效跟踪滚转角控制指令实现实时跟踪。当弹丸转速在100～167 r／s范围时,该模型制动时间和精度满足控制系统总体要求。     

基于有控方案的超声速火箭靶弹平飞弹道设计

考虑基于无控方案实现火箭靶弹平飞弹道存在诸多不利因素,提出了一种通过在原型弹上加装鸭舵和简易控制装置实现火箭靶弹平飞弹道的设计思路,并对总体方案进行了阐述。最后根据气动特性数据和弹体结构数据,仿真计算了靶弹在不同条件下的飞行弹道,并结合计算结果对供靶方案进行了分析。仿真结果表明:通过选择不同的发射角和控制舵偏角程序,能够使靶弹获得相对平直的飞行弹道。