用于末敏弹稳态扫描参数测量的微惯性测量单元的误差标定

对用于末敏弹稳态扫描阶段参数测量的微惯性测量单元提出了一种标定方法。由于末敏弹在稳态扫描阶段的运动特点,采用的陀螺的量程往往比较大,因此需要对其建立合适的误差模型。文中首先对微惯性测量单元中的陀螺和加速度计分别建立了适当的误差模型。之后,进行了转台速率实验和转台位置实验。应用线性拟合和最小二乘法对速率实验和位置实验的数据进行解算,得到了所建误差模型中的参数。最后将标定过的微惯性测量用于仿真投弹实验。实验结果表明文中采用的误差标定方法是合理的。     

Savitzky-Golay滤波方法在末敏弹稳态扫描测量数据处理中的应用研究

末敏弹稳态扫描数据测量精确与否直接关系到末敏弹在实战中能否锁定目标并形成精确打击,而在以往的稳态扫描数据处理中,应对波形记录数据出现削波、抖动及小信号现象处理不准确,作者提出应用卷积方法对数据进行最小二乘平滑和微分处理,建立完整的数据测量及后续处理的程序模型.实验结果表明:该方法扫描角数据处理较峰峰法测量精度更高,能够很好地克服转速测试常见波形问题,测试结果精确,可以应用于末敏弹稳态扫描数据处理程序中.     

无伞双翼末敏弹翼片安装角对其稳态扫描作战指标的影响

为认清无伞末敏弹翼片安装角对其稳态扫描作战指标,如扫描角、扫描速率、扫描范围等的影响,通过四元数方法,建立了无伞双翼末敏弹的运动方程,对其稳态扫描阶段进行了数值仿真与分析。结果表明:相比于传统的欧拉法,四元数方法可避免数值仿真的退化,优化稳态扫描仿真结果;末敏弹翼片的安装角对扫描角、扫描速率、扫描间距有着重要影响;随着安装角的增大,扫描角和扫描间距逐渐增大,当扫描角过大时,末敏弹将出现失稳现象。该文研究有助于认清末敏弹的稳态扫描原理,对今后的工程试验具有重要的指导意义。     

基于目标双参数的末敏弹扫描角自适应调整

针对末敏弹稳态扫描参数恒定,扫描规律一定,对不同参数目标,可能导致漏扫甚至无法及时发现目标的问题,提出了一种基于目标速度与长度的扫描角自适应调整方法.建立了末敏子弹扫描目标的关系模型,通过MATLAB进行了初始扫描角以及稳态扫描扫描角的确定.仿真结果表明:文中提出的扫描自适应调整方法,能快速调整扫描角,提高了扫描效率,便于及时发现目标,对末敏弹设计提供了一定的理论支持和数据参考.     

末敏子弹稳态扫描角仿真模型研究

基于末敏弹的工程实践以及目前末敏子弹稳态扫描的研究现状,提出了以系统参数优化为目的的扫描角双频仿真模型。针对某末敏子弹,通过对实测扫描角数据的处理,获得了模型中相关参数的取值范围,并依据实际结果进行了扫描角模型对比。仿真结果表明,采用双频扫描角模型得到的目标捕获概率和命中概率与实际结果相比误差较小,优于单频扫描角模型。     

一种大动态惯导技术在旋转弹上的仿真与实验研究

针对大动态环境下旋转弹的特点，在无陀螺惯性测量系统的基础上，采用一种基于MEMS双陀螺多加速度计的捷联惯导方案。该方案可以克服单纯加速度计的惯导方案对加速度测量和安装精度的苛刻要求，实现对弹轴方向角速度的解算。计算机仿真结果表明，导航解算的误差可以满足旋转弹的精度要求。在仿真分析基础上，给出了一种面向炮弹系统．基于FPGA双核处理器结构惯导系统的硬件实现方案。     

基于MATLAB/Simulink的末敏弹弹道仿真

文中介绍了基于MATLAB/Simulink的末敏弹弹道仿真方法.首先根据末敏弹的工作原理,将末敏弹的弹道分为减速减旋阶段和稳态扫描两个阶段分别建模,并给出了末敏弹弹道的动力学模型.然后介绍如何采用MATLAB/Simulink模块化的方法建立仿真模型,并进行了仿真计算.仿真结果比较好的模拟了末敏弹的弹道特性,能够满足末敏弹稳态扫描的要求,可以为末敏弹的总体技术设计提供帮助.     

一种新的评估末敏弹扫描参数对目标影响模型

为了研究末敏弹稳态扫描参数对目标的影响,提出了一种评估末敏弹扫描参数对目标影响的模型.建立了稳态扫描参数影响下的末敏子弹对目标影响模型,并运用MATLAB提供的非线性规划最优化理论进行了仿真.仿真结果表明:当转速为5 r/s,落速为9 m/s,扫描角为30.,敏感器探测距离为115 ～ 145 m时,末敏子弹最适宜作用目标.所提出的研究思路与方法为末敏弹设计提供一定的帮助,研究内容对分析末敏弹作战效能具有一定的指导意义.     

基于自适应滤波算法的磁强计/陀螺组合误差修正

针对弹箭姿态测量中低精度陀螺姿态解算误差因漂移迅速增大的问题,文中采用三轴磁强计和陀螺组合测姿方案,对姿态角的输出进行修正。通过建立基于陀螺姿态解算误差角的状态方程和磁强计输出的误差观测方程,采用自适应卡尔曼滤波方法以抑制滤波发散并对姿态误差角进行估计。仿真结果表明:该方法能有效利用磁强计的输出抑制了陀螺漂移带来的误差,提高解算精度,满足长时间姿态测量的要求。     

无陀螺捷联惯导系统角速度解算新方法

针对无陀螺捷联惯导系统解算载体角速度精度不高的系统瓶颈,提出了两种新的角速度解算方法.基于一种九加速度计配置方案,利用比力方程解算得到的角加速度项、角速度平方项和乘积项,构造了两种角速度的辅助算法.此法避免了由于积分导致误差积累的同时,也避免符号判断、数据开方的过程.仿真结果不仅表明了两种辅助算法的可行性,而且在解算精度方面也优于积分法和开方法.     

气动偏心角对非对称翼末敏弹扫描运动的影响规律研究

针对非对称尾翼末敏弹的结构特点,建立适合力学分析的坐标系,分析考虑气动偏心角和大攻角非线性时的力和力矩模型,推导出六自由度运动微分方程组。以某非对称末敏弹结构为例进行数值仿真计算,计算结果与实验数据相吻合,表明：与非对称翼展开方向一致的气动偏心角能够诱导弹体产生稳定螺旋扫描运动,且扫描角必定与气动偏心角共面,扫描转速随气动偏心角的增大而减小,扫描角随气动偏心角的增大而增大,且大致成线性关系,为非对称翼末敏弹的结构设计和气动设计提供了理论参考。     

末敏弹扫描运动的影响因素分析

针对影响末敏弹扫描运动的落速、转速、扫描角这些因素,依据由四元数法求解伞弹刚体简化模型得出的系统方程组进行数值仿真,从弹重和静态悬挂角方面列表比较,以求找到所需扫描轨迹最为合适的末敏弹参数.同时又考虑风对弹道的影响,结合具体实例做数值仿真,仿真结果也量化了横风和纵风对扫描轨迹的影响,对作战环境的选择具有指导意义.     

单翼与有伞末敏子弹的扫描比较及分析

末敏子弹的铅直落速、扫描频率及扫描间距是其稳态扫描的重要参数,对利用四元数法的欧拉运动学方程得出的仿真结果系统的比较了两种子弹的这些参数。结果显示单翼末敏子弹以其强非对称性的气动力结构形成的稳态扫描较之有伞末敏子弹具备落速更快、扫描频率更高、扫描间距更为密集的优点。鉴于实际作战环境中横风的存在,分别设定风速比较,结果表明单翼末敏子弹受横风的干扰较小。较之有伞末敏子弹,单翼末敏子弹有着无可比拟的优势。     

旋转伞-子弹系统动力学建模与仿真

为了更精确地模拟旋转伞-子弹系统的运动,基于第一类拉格朗日方程,建立了5刚体动力学模型并进行仿真计算。将伞绳处理为阻尼弹簧,将伞、弹等处理为刚体,用质心坐标和欧拉角作为广义坐标表达各刚体的位置,给出了约束方程,求解广义力; 建立了伞-弹系统动力学方程。利用模型对伞-弹系统的零初速下落过程进行仿真计算,得到子弹的转速及扫描角变化曲线,并设计伞塔试验对计算结果进行验证。对某末敏子弹系统的稳态工作过程进行模拟计算,结果表明,5刚体模型能较真实地模拟末敏子弹稳态扫描段的弹道特性,可为智能弹药系统的总体设计提供参考。     

四元数在单翼末敏弹扫描仿真中的应用

用欧拉角法表示单翼末敏弹扫描运动微分方程时,过多的三角函数计算容易导致系统微分方程出现奇点和传递误差,进而导致计算结果失真,针对此问题,选择四元数法来表示欧拉运动学方程,并对其系统微分方程进行修改,比较两者在描述单翼末敏弹扫描运动时的计算机仿真图形.结果表明,相比传统的欧拉角法,四元数法的算法更优化,适合于计算在各种姿态下的扫描运动,更能客观、准确地揭示单翼末敏弹的扫描规律.     

空气动力非对称弹丸大攻角旋转共振运动研究及应用

弹丸旋转时,空气动力非对称会对弹丸的角运动产生周期性的强迫干扰,在一定条件下,可以形成弹丸纵轴相对于速度矢量成一定角度的旋转运动,这种旋转运动可用于实现无伞末敏弹的稳态扫描。在考虑弹丸所受非对称空气动力与其他力和力矩的前提下,建立了弹丸的运动微分方程,推导出了复数形式的攻角方程。以攻角方程为基础,探讨了弹丸形成稳定旋转共振状态的条件。针对某空气动力非对称弹丸进行了仿真计算,结果表明：空气动力非对称弹丸在一定条件下可以形成旋转共振运动,为无伞末敏弹的气动设计提供了理论参考。     

末敏弹射击效能计算模型

针对现有末敏弹射击效能评估存在的不足,基于打击面目标,建立以毁伤目标数及弹药消耗量作为射击 效能评价指标的数学模型,并结合示例计算不同条件下的末敏弹射击效能。结果表明：该模型能很好地用于指控系 统、火控系统中使用末敏弹时的射击效能评估,满足指挥员弹药量化的决策需求,对新型弹药作战水平的提高具有 较重要的参考价值。