弾道修正弹六自由度弹道仿真研究

对弹道修正弹武器系统组成和工作原理进行了研究，建立了脉冲作用力及力矩模型、分析了弹道修正使用的追踪制导律，提出了建立其六自由度弹道模型的方法，利用弹道修正弹六自由度弹道仿真程序对末段修正典型弹道、探测器光轴运动轨迹以及脉冲作用点对脱靶量的影响等进行了仿真，计算结果表明在弹体质心附近使用直接脉冲控制力对末段弹道进行修正可以达到较好效果，采用速度追踪方式能够得到较小的脱靶量。     

影响末段脉冲修正弹命中精度的综合因素分析

对末段弹道脉冲修正弹在倾斜弹道、弹道风、探测器角度测量误差、发动机推力误差、角速度偏差、发动机点火时机偏差等影响因素影响下的命中误差进行了理论分析，推导了末段弹道脉冲修正弹在上述因素影响下落点偏差的计算公式，并给出了分析结果。     

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.     

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.     

脉冲修正弹药动态稳定性分析

为保证脉冲修正弹药控制系统的鲁棒性,分析研究了基于脉冲发动机直接力控制的2维修正弹药的飞行动态稳定性,建立了弹体六自由度模型和传递函数模型,求出弹体在受脉冲力扰动时弹体攻角变化,以此分析弹体动态稳定性.分析了单台发动机总冲、发动机推力轴心与质心距离、弹体静稳定裕度以及发动机连续工作个数等影响弹体动态稳定性因素,仿真结果表明,发动机位置距离质心越近,发动机冲量越大,静稳定裕度越大,脉冲修正弹药动态稳定性越好.     

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。     

迫弹横向脉冲控制飞行稳定性

为了研究迫弹利用脉冲发动机进行弹道修正而引起的飞行稳定性问题,分析了横向脉冲控制力及控制力矩,建立了有控弹道模型,在一定的假设条件下推导出脉冲作用段迫弹的攻角方程,讨论了脉冲作用段迫弹的飞行稳定性,给出了脉冲冲量大小及距质心作用距离的约束条件.研究表明,正常情况下,横向脉冲控制对迫弹的动稳定条件、追随稳定条件及共振不稳定条件没有影响,但需控制脉冲冲量大小和距质心作用距离,使得扰动引起的攻角增量幅值不超过允许的极限值,保证迫弹在脉冲作用后仍能稳定飞行.     

简易控制修正力技术研究

阐述了简易控制的体制,分别建立了采用脉冲或舵机实施控制的弹道模型,对2种执行机构的修正力特性进行了分析,研究了2种执行机构的控制策略.针对某型迫弹无控飞行时的试验中间概率误差约为1%,利用蒙特卡洛打靶法,在相同的计算条件下,若末段采用脉冲控制,仿真计算得到其圆概率误差小于等于4 m;若末段采用舵机控制,其圆概率误差小于等于2.5 m.结果表明,利用脉冲或舵机在迫弹的末段实施简易控制,能够大大改善其密集度,且两者的控制原理、控制过程等各有特点,对今后的工程化应用有一定的参考意义.     

弹道修正弹脉冲修正机构简易控制方法

建立了采用脉冲力控制的弹道修正弹飞行弹道模型.利用均匀设计方法,通过回归分析研究了脉冲修正起始时间、脉冲力级数、弹丸射角以及作用角度对修正效果的影响,推导出关系模型,利用该模型提出了一种简易的脉冲力控制方法.仿真结果证实该简易方法控制脉冲发动机工作能够有效提高弹丸的命中精度,对脉冲发动机在弹道修正弹上的工程应用有一定的参考意义.     

末段脉冲修正弹攻击区研究

为了确定采用激光半主动制导的末段脉冲修正弹的攻击区域,建立了导引头探测区模型,建立了六自由度有控弹道方程组,并提出了攻击区建模和仿真的方法.利用上述模型对不同条件下的攻击区进行了仿真计算与分析,结果表明增大导引头视场角、脉冲修正能力、启控点高度和发射条件都将影响攻击区的范围.     

高旋二维弹道修正弹的角运动特性

为研究高旋二维弹道修正弹舵控后的攻角与速度偏角的特性,通过在无控弹角运动基础上增加控制组件提供的控制力和力矩,建立了其角运动方程,对起始扰动作用、瞬时控制力作用、长时间控制力作用下的弹丸攻角、速度偏角规律进行了分析。数值计算结果表明:高旋二维弹道修正弹受瞬时控制力作用时,产生的平衡攻角、平均速度偏角的方向与瞬时控制力方向大致相反; 在固定方位舵控力长时间作用下,平衡攻角、平均速度偏角方向与控制力方向近似成180°,相差一个小的角度; 攻角运动是由舵控力产生相反方向的攻角与重力产生向右的动力平衡角合成的,该攻角运动规律将影响弹道的质心运动。研究结果为高旋二维弹道修正弹的控制策略与控制方案设计提供了理论依据与参考。     

脉冲修正弹转速的变化规律

为研究弹道修正过程中弹丸转速的变化情况,在建立脉冲修正弹角运动方程组的基础上,分析了转速变化的影响因素,推导了脉冲修正后弹丸的平衡转速.根据修正弹道的特点给出了脉冲结束后弹丸转速的变化规律.研究表明,脉冲作用的径向偏心是造成弹丸转速大幅变化的主要原因,转速变化的剧烈程度与脉冲冲量大小、径向偏心距及脉冲发动机工作个数有关...     

基于MOEA/D算法的多脉冲末修子弹多目标优化设计研究

针对多脉冲末修子弹设计中脱靶量、落地时间、弹着角等优化目标间的强烈冲突性问题,以其修正段为研究对象,建立了以初始高度、初始落速、单个脉冲发动机冲量为决策变量,以打靶误差、落地时间、弹着角、脉冲发动机耗能为目标函数的三种多目标优化模型,并采用MOEA/D算法进行仿真计算.结果表明:所求Pareto最优解较符合工程实际问题,有助于设计人员选择合理参数优化弹道,对多脉冲修正子弹的总体设计有着重要的参考意义.     

脉冲推冲器阵列数字点火控制系统的研究

介绍了弹道修正用脉冲推冲器阵列点火控制系统,从系统工作原理、设计思路、点火模块设计、开关电路的选择、控制模块设计以及驱动电路设计几方面进行了研究,并进行了模拟电路实验,结果表明该控制电路能很好地进行点火电路的控制.     

二维弹道修正弹修正机构气动特性研究

二维弹道修正弹气动力特性的研究是求解二维弹道修正弹弹道、分析二维弹道修正弹飞行稳定的基础,是实现精准控制、减小散布必要的理论支撑。该文对二维弹道修正弹的力学特性进行了分析,采用弹翼组合体气动特性工程计算方法,建立二维弹道修正弹气动计算模型,对二维弹道修正弹的升力和阻力进行计算。计算结果与CFD仿真结果对比,误差均小于10%,模型具有较好的可靠性。采用遗传算法,结合二维弹道修正弹气动计算模型,分析了舵偏角和滚转角对二维弹道修正弹升阻比的影响。结果表明,舵偏角越小,全弹的最优升阻比越大,最佳攻角越大,气动能力越好。当攻角大于10°且滚转角为180°时,全弹具有更好的气动能力。