滚转共振的主要特征量建模与灵敏度分析

通过多项式拟合的方法对引起滚转共振的主要特征量进行模型建立，并且应用六自由度弹道仿真方法对主要特征量对于滚转共振的灵敏度进行了定量分析。仿真结果表明，通过该方法能较为准确地得到滚转共振特征量的变化历程，可用于分析滚转共振作用机理和作用效果。     

弹道式再入飞行器的飞行动力学问题

本文从作者的观点对弹道再入飞行器的飞行力学问题作了历史回顾与总结,重点放在近15年中在小型化高性能弹道式导弹弹头研制中所遇到的关键技术—弹头滚转与滚转异常,滚转对弹头精度的影响及滚转控制。 60年代中,在高弹道系数小型化再入飞行器试验中出现了滚转异常现象,已证明滚转异常是由再入飞行器质量和外形的不对称及其综合作用而造成的,它曾经是高性能弹道导弹弹头研制中令人吃一惊的一个问题。文中介绍了作者如何发展与应用经典的欧拉角坐标系来描述现代弹道式再入飞行器的运动,讨论了经典欧拉角坐标系的产生,它与气动弹道坐标系和体轴坐标系的关系,以及它在近15年中在高性能小型化弹道导弹研制中在一些关键问题上的应用。文中还谈到了再入飞行器滚转异常问题的解决,再入飞行器的被动式滚转控制、主动式滚转控制以及主动式端头冷却。     

一种基于解析规划的多约束再入制导算法

提出了一种基于H-V剖面的亚轨道飞行器再入制导方法。将再入轨迹分为初始下降段和过渡段分别进行规划,初始下降段采用常值倾侧角飞行,过渡段则采用四次解析多项式进行描述,满足再入走廊约束和能量管理(TAEM)初始条件的同时提高再入轨迹在线规划速度;通过反馈线性化方法设计自适应控制律跟踪标准剖面,同时根据航向误差走廊确定滚转方向,从而完成纵向和侧向的联合设计。仿真结果表明,该制导方法对初始状态偏差和参数不确定性具有较强的鲁棒性。     

弹道式再入体滚速异常及控制

飞行试验结果表明:小型弹道式再入体在再入期间经常受到滚速异常问题的干扰。滚速异常是再入气动力学中的一种现象,它包括滚速过零、滚动共振及联锁等。这种现象会大大降低再入体飞行性能,经常引起弹着点散布、侧向载荷增大、甚至飞行失败。随着分导多弹头的出现,再入体趋向小型化;命中精度的提高又要求再入体采用细长尖锥外形,而小型细长尖锥再入体遭遇滚速异常的几率增加,结果就使再入体滚速异常问题受到更多的重视。     

参数辨识技术在再入弹头自由滚转风洞试验中的应用

对再入弹头的小滚转气动力矩及小气动阻尼力矩的测量是其动态风洞试验的重点和难点.基于气浮轴承技术,设计了一套自由滚转风动试验系统,开展了带控制翼再入机动弹头的自由滚转风洞试验.建立了正弦函数形式的小滚转气动力矩模型.运用自适应的扩展卡尔曼滤波算法(adaptive EKF,AEKF)辨识气动参数.气动参数重构数据表明辨识结果的可信度较高.辨识结果显示,小滚转气动力矩随滚转角速度的降低而减小,滚转阻尼力矩随滚转角速度的降低而增大.     

高超声速航天器最优再入大回转轨迹与控制

研究了飞回型可重复使用航天器以高超声速再入返回的最优大回转轨迹设计和轻制方法,分析了飞回型航天器再入中靠气动力实现轨迹大回转的关键技术,建立了最优再入的数学模型.采用极大值原理和共轭梯度法求解最优再入大回转问题.通过仿真,得到了考虑大回转的最优再入轨迹特性及其控制规律,分析了转弯开始时刻和滚转角对再入中倾斜转弯控制特性的影响规律.探讨了高超声速大回转再入的控制方法.     

参数辨识技术在再入弹头自由滚转风洞试验中的应用

对再入弹头的小滚转气动力矩及小气动阻尼力矩的测量是其动态风洞试验的重点和难点.基于气浮轴承技术,设计了一套自由滚转风动试验系统,开展了带控制翼再入机动弹头的自由滚转风洞试验.建立了正弦函数形式的小滚转气动力矩模型.运用自适应的扩展卡尔曼滤波算法(adaptive EKF,AEKF)辨识气动参数.气动参数重构数据表明辨识结果的可信度较高.辨识结果显示,小滚转气动力矩随滚转角速度的降低而减小,滚转阻尼力矩随滚转角速度的降低而增大.     

基于在线预测的飞行器再入段地磁定高方法

针对于目前地磁传感器测量精度较低,将其信息直接用于飞行器再入段定高误差较大的问题,提出了一种在线预测进行定高的方法.该方法在已知定高点的地磁强度条件下,利用再入段过程中的测量数据进行建模并实时预测到指定高度的时间.以目前常用的商用地磁传感器HMC2003的特征参数进行Monte-Carlo试验仿真.     

基于退步控制的再入飞行器自动驾驶仪设计

文中基于一种不同于反馈性化的退步控制思想，提出了一种新的非线性反馈自动驾驶仪设计方法，利用这种方法，为再入飞行器设计了自动驾驶仪。仿真结果表明，所提出的退步控制方法是有效的，并且设计过程简单，易于实现。     

临近空间高超声速飞行器的直接力与襟翼复合滑模控制

为解决升力体构型再入高超声速飞行器的欠驱动强耦合问题,提出一种直接力与襟翼的复合滑模控制方案。再入式高超声速飞行器由于热防护要求以两片体襟翼控制俯仰、偏航和滚转3个通道,强气动耦合所引发侧滑角的持续高频大幅抖动将造成副翼控制量长时间处于饱和状态,进而导致控制系统失稳。为抑制侧滑角的抖动并使其快速收敛,在偏航通道引入一对具有开关特性的侧喷发动机,将系统构建为一个复合控制系统,并基于线性二次型最优控制与滑模控制理论分别为襟翼和侧喷发动机设计了控制律。在两种指令跟踪情形下将复合控制与常规襟翼控制方案进行仿真对比。仿真结果表明,新的复合控制系统能有效地抑制偏航通道的抖振现象,且使侧滑角快速收敛,同时能够使攻角与滚转角快速稳定地跟踪制导指令。     

先进瞄准吊舱动态特性仿真与测试的工程化方法

瞄准吊舱的伺服单元和结构单元成强耦合关系,为了使系统获得良好的伺服特性,需要对系统谐振进行抑制;利用电机扫频获得系统重要谐振点,给出基于质量特性与传力路径方式双重模式并行的瞄准吊舱分析模型简化方法,并根据吊舱结构特征详细设计和实施了模态测试方案;最后提出一种基于频率区间逼近与振型视觉匹配双重评价指标的模型快速确认方法,它使仿真结果和测试结果能迅速直接进行闭环验证;整个仿真-测试链路方便设计人员掌握,具有很强的工程实用性.     

融合仿真数据的小子样圆概率误差评估

针对应用Bayes方法评估圆概率误差（CEP）时仿真数据容易“淹没”现场实弹数据,导致评估结果无效甚至错误的问题,提出一种基于“有效样本”的飞行与仿真数据融合算法与融合仿真数据的小子样CEP评估方法。使用重要性抽样方法中抽样效率的评估模型度量仿真先验分布与总体分布之间的偏差,建立考虑仿真先验信息有偏差时仿真先验分布的确定方法。该方法在融合评估时仿真样本权重同时依据仿真先验分布与总体分布之间的偏差和样本量调整,而不是原方法中仅仅依赖验前试验的试验次数分配。实验和应用案例表明,新方法的估计性能显著好于传统方法,可以有效解决装备鉴定和定型试验中小子样CEP评估问题。     

基于制导一体化设计实现大入射角攻击目标的技术研究

考虑到导弹弹体和控制回路的特性,结合比例导引规律,得到了一种便于工程实施的综合制导律.该制导律改善了制导性能,通过平衡舵偏补偿技术,实现了高精度、大入射角攻击目标的功能.数学仿真结果显示了该方法的有效性.     

悬浮式深水炸弹综合防御鱼雷作战仿真系统确认方法

为解决悬浮式深水炸弹综合防御鱼雷作战仿真评估确认问题,建立舰艇生存概率的数学模型,根据仿真系统输出的拦截概率和规避概率样本数据,结合模型计算得到生存概率的样本值。针对生存概率样本的高维、海量等特性,提出将多重假设检验应用于作战仿真系统确认的思路,建立评估多重假设检验功效的Power模型以及计算生存概率样本p-值的p-value模型,给出模型中关键指标的求解步骤。根据p-value模型求解得到该仿真系统的各项重要评估指标值,对系统进行评估确认。研究结果表明,多重假设检验对仿真系统确认更严格,并且在控制第一类错误方面明显优于传统假设检验。     

动能弹模拟发射装置俯仰门架有限元设计

针对动能弹发射过程中易对整个装置各构件的强度造成破坏的问题,研发一种模拟发射装置。分析动能弹发射器装置组成及俯仰门架受力,运用有限元的方法,对模拟装置的俯仰门架进行静动态的设计及分析。通过静态分析(刚度和强度分析)得到俯仰门架在静载荷作用下产生的最大位移以及最大应力,通过动态分析,了解到其动态性能。分析结果表明：该设计能够使俯仰门架满足动能弹模拟发射装置需要,并为其他构件的设计提供了有益的参考。     

动能弹模拟发射装置俯仰门架有限元设计

针对动能弹发射过程中易对整个装置各构件的强度造成破坏的问题,研发一种模拟发射装置。分析动能弹发射器装置组成及俯仰门架受力,运用有限元的方法,对模拟装置的俯仰门架进行静/动态的设计及分析。通过静态分析(刚度和强度分析)得到俯仰门架在静载荷作用下产生的最大位移及最大应力,并通过动态分析了解其动态性能。分析结果表明：该设计能使俯仰门架满足动能弹模拟发射装置需要,并为其他构件的设计提供了有益的参考。     

调频连续波引信高功率微波前门耦合效应研究

针对调频连续波引信在高功率微波辐照下的前门耦合问题,对引信射频前端进行场路联合仿真实验。利用仿真软件建立引信射频前端模型,采用先辐照、后注入的实验方法对引信前门耦合效应进行分析。实验结果表明：引信射频前端敏感元器件容易被耦合进入的高功率微波毁伤,当脉冲信号上升时间较短时,毁伤效果更为明显;当高功率微波源与引信距离较远时,引信的正常测距功能会受到干扰,但脉冲信号的平顶宽度变化所造成的干扰效应并不明显。     

FPGA在激光引信测试设备中的应用

以某激光引信内外场测试设备为背景,介绍了激光引信测试设备的工作原理和实现技术。该设备以FPGA为核心,使用VHDL硬件描述语言设计并实现了异步串行通讯、测试设备的自检、引信产品的检测等几大功能。在计算机仿真的基础上,实现了与引信产品和总控系统的连接测试,取得了较好的效果。目前,该测试设备已在某激光引信产品测试中得到应用。     

基于信息熵的遥测数据质量维度量化方法

为解决面对遥测数据质量评估依赖专家知识定性分析,人工参与存在主观随意性强、多测站短时间提供 处理方案等问题,提出一种基于信息熵的遥测数据质量维度量化方法。在多数据源条件下,通过试验信息构造评估 参照标准,利用信息熵指标对数据评价的准确性和完整性维度进行度量,并以某次飞行器的模拟飞行试验数据进行 测试分析。测试结果表明：该方法不仅能对遥测数据的准确性和完整性维度给出准确的评估值,而且具有很高的计 算效率,易于实现。     

基于侧偏特性的车辆转弯直径精确计算方法

车辆设计之初一般采用阿克曼原理进行车辆最小转弯直径的计算,由于其未考虑轮胎侧偏特性,导致计算结果误差较大.针对该问题,提出了一种考虑轮胎侧偏特性的车辆转弯直径计算方法,以某四轴越野车辆为研究对象,开展理论公式推导,根据轮胎试验数据拟合得到轮胎侧偏刚度,完成转弯直径的计算.与实车试验数据进行对比分析,结果表明:该方法计算误差小,能够准确计算车辆的转弯直径.