基于PSD的弹道修正弹初始对准方法研究

弹道修正炮弹在进行导航控制之前,需要装定初始导航数据.本文基于双矢量确定姿态的一般原理,利用PSD光学敏感器系统测量弹丸飞行姿态,推导出载体坐标系和导航坐标系之间的转换矩阵.仿真结果表明,利用这种方法实现的初始对准过程速度快,能够有效地解决弹道修正弹的初始对准问题.     

弹道导弹射前误差源及其对落点偏差的影响分析

分析了采用捷联惯性制导的弹道导弹在发射前和主动段飞行过程中影响导弹落点精度的误差源;建立了标准发射惯性坐标系、实际发射惯性坐标系以及实际发射坐标系之间的转换关系.在此基础上,建立了模型计算导弹射前误差对导弹落点的影响.计算模型仅依赖于标准弹道,适于射前快速修正.     

导弹编队队形拆分重构与领弹继任控制器设计

为满足导弹编队协同作战中队形变换的需求,研究可实现队形拆分重构与领弹继任的队形控制器设计问题。以3枚导弹组成的楔形编队为研究对象,提出基于队形的编队飞行控制系统结构;建立导弹在惯性坐标系下的运动模型;从领弹和跟随弹的相对位置出发,设计基于自适应控制的队形控制器。仿真结果表明该控制方法能够在领弹机动的前提下,在避障过程中实现编队队形拆分重构与领弹继任,具有较强的鲁棒性和稳定性,方法简单,易于实现。     

大气层内导弹变质心轨道控制

研究了大气层内旋转导弹的变质心轨道控制问题.建立了内部带有2个可移动质量块的系统运动方程,应用线性系统理论论证了轨道控制的必要性,提出了制导控制中导航比的选取原则.结合旋转弹变质心制导控制系统的运行特性设计了系统的制导控制律,计算滑块的命令位置来产生期望的系统质心偏移,达到改变导弹飞行弹道的目的.典型弹道的非线性仿真证明了该控制器可有效控制旋转弹的飞行轨道.     

导弹末敏弹抛撒弹道随机模型与仿真

导弹末敏弹是一种新型敏感器引爆子母弹药.根据导弹末敏弹的工作过程,将外弹道模型分为两个阶段来研究,即导弹抛撒阶段模型和末敏子弹飞行阶段外弹道模型.建立了导弹末敏弹的外弹道随机模型,并在此基础上运用蒙特卡洛方法基于MATLAB计算了导弹末敏弹在地面投影的随机落点,可以为导弹末敏弹的毁伤概率计算和效能分析提供帮助,从而指导导弹末敏弹系统总体结构设计.     

弹道导弹射前误差源及其对落点偏差的影响分析

分析了采用捷联惯性制导的弹道导弹在发射前和主动段飞行过程中影响导弹落点精度的误差源；建立了标准发射惯性坐标系、实际发射惯性坐标系以及实际发射坐标系之间的转换关系。在此基础上，建立了模型计算导弹射前误差对导弹落点的影响。计算模型仅依赖于标准弹道，适于射前快速修正。     

反导仿真弹道计算方法

在分析发射坐标系下来袭导弹的发动机推力、重力和空气动力的基础上,建立了反导仿真过程所需的相关参考坐标系下弹道导弹各飞行段(主动段、被动段和再入段)较为精确的弹道计算模型,研究了导弹来袭仿真、预警探测仿真和来袭导弹弹道预报等过程之间的信息流传递.该研究成果已应用于仿真试验并得到了试验验证,结果表明该方法对反导仿真系统的构建具有重要的指导意义.     

一种基于导航坐标系的巡飞弹航迹跟踪方法

针对巡飞弹定高巡飞航迹跟踪的问题,提出了一种基于导航坐标系的航迹跟踪方法.将整条航路分为直线飞行和转弯飞行阶段,建立动态导航坐标系,分别利用直线控制策略和转弯控制策略,将航迹跟踪简化为在导航坐标系下修正横向侧偏距偏差的问题,省略航向角偏差控制,确保巡飞弹在飞行过程中沿着理想航线飞行.通过仿真证明,此方法使得巡飞弹实际飞行航迹偏离理想航迹的误差很小,达到良好的跟踪效果.     

重复使用运载器再入动力学建模研究

通过对重复使用运载器再入动力学建模技术的研究,提出以再入飞行器导航常用的WGS-84世界大地坐标系为参考,在北天东坐标系建立飞行器再入质心动力学方程和描述飞行姿态的建模方法,建立可兼顾再入返回和高精度着陆需求的通用刚体动力学模型;借鉴运载火箭与导弹等弹性飞行器动力学模型的应用经验,提出混合坐标法,首先用准坐标系描述飞行器等效刚体的刚性平动和转动,然后用有限元理论描述弹性飞行器相对于等效刚体的复杂弹性振动,最后利用弹性变形引起的附加攻角和侧滑角产生的附加力和力矩体现刚体和弹性振动耦合的刚弹耦合动力学模型建模方法,并基于再入通用刚体动力学模型建立适用于面对称重复使用运载器的再入刚弹耦合动力学模型。结果表明:建立的重复使用运载器再入动力学模型充分考虑了地球椭球体和自转的影响,模型物理意义明确,工程实用性强。     

导弹制导与控制原理

内容简介 本书较为全面系统地阐述了导弹制导与控制的基本原理、导弹飞行的力学环境和导弹运动数学模型、导引飞行与弹道、遥控制导、无线电寻的制导、红外点源寻的制导、红外成像寻的制导、电视寻的制导、激光寻的制导、多模复合制导与信息融合、惯性导航与卫星导航以及导弹控制方法等内容.     

制导炸弹中坐标转换的误差分析及修正

制导炸弹飞行距离短,发射点和目标点的经、纬、高坐标已知,为了得到高精度导航信息,必须严格控制坐标转换过程中的精度损失.分析了制导炸弹坐标转换模型中各坐标系之间的关系及转换精度,讨论了各种不同类型误差对整体转换精度的影响,将主要误差归结为3类,分别采取相应的措施进行修正,设计了一种直接对目标点位置进行跟踪的新坐标转换方法,并成功应用到半实物仿真中.仿真结果表明,该方法的理论模型及其修正措施能很好地修正误差,为炸弹高精度制导提供条件.     

简易制导炸弹坐标转换的误差分析与修正

基于某简易制导炸弹工程的研制背景，以制导炸弹为研究对象，研究了制导炸弹在飞行过程中不同坐标系间的转换关系，分析了不同类型误差对坐标转换精度的影响，提出了一种基予目标点跟踪的坐标转换方法，该方法可对转换误差进行相应的修正，提高坐标转换的精度。仿真结果验证了该方法的正确性和可行性。     

一种适用于低成本制导火箭弹的坐标转换方法

基于某低成本制导火箭弹工程的研制背景,研究了制导火箭弹在飞行过程中不同坐标系间的转换关系。为了消除转换过程中的精度损失,深入分析了转换误差产生的原因;考虑弹载制导控制系统的实时处理能力,提出了一种适用于低成本制导火箭弹的坐标转换方法,并成功应用到数值仿真中。仿真结果表明：该方法能很好地兼顾误差和运算负荷,适于制导火箭弹的工程应用。     

红外图像末制导炸弹全弹道捕获区域快速解算方法

为实现红外图像末制导炸弹全弹道捕获区域的快速计算,通过分析导引头的瞬时捕获域条件,以导引头中轴线为中心,利用坐标变换建立了红外图像末制导炸弹的瞬时捕获域模型; 给出了不同视场角的瞬时捕获域形状,在此基础上提出了红外图像末制导炸弹的全弹道捕获区域快速计算方法。分析了全弹道捕获域的过程,假设炸弹飞行过程中弹道倾角不变,分别给出了采用平台型导引头和捷联型导引头的红外图像末制导炸弹全弹道捕获区域的快速计算方法。分别对采用追踪制导律和大落角制导律的某型红外图像制导炸弹的全弹道捕获区域进行了仿真分析,结果表明,提出的快速计算全弹道捕获区域与仿真结果误差较小,可用于红外图像末制导炸弹全弹道捕获区域的快速计算。     

基于低成本传感器的航弹组合导航算法

为了降低航弹成本、提升装备效费比,以低成本航空制导炸弹的组合导航系统为研究对象进行算法研究.利用扩展卡尔曼滤波算法构建以MEMS陀螺和加速计为核心,GPS辅助的低成本、高精度组合导航系统,采用无人机飞行试验对该系统的导航性能进行评估,得出误差数据,并与纯惯性导航结果相对比.实验结果表明:该导航系统定位精度能达到2 m以内,系统解算精度满足航空制导炸弹飞行要求,对常规航弹制导化改造具有工程实际意义.     

航空炸弹飞行中的风场辨识

为实现航空炸弹飞行中的风偏修正,提出了一种基于位置矢量合成关系的风场辨识方法。文中首先建立了制导炸弹系统仿真平台以及可用的简化风场模型,其次推导了具体的辨识步骤,从而仅根据飞行中的弹道偏差得到了实时的风场信息,为弹道风偏修正提供了可靠数据。最后通过数字仿真,验证了采用该方法进行飞行中的风场辨识是合理有效的。     

制导炸弹半实物仿真系统误差对仿真结果的影响

在制导炸弹半实物仿真试验中经常发现,同一发制导炸弹多次仿真的俯仰角差别较大,同一批次制导炸弹投弹试验的遥测俯仰角与仿真俯仰角差别也较大,但是俯仰角的收敛趋势均一致,实测脱靶量与仿真脱靶量都合格,且具有一致性。为了分析出现上述现象的原因,基于协方差分析描述函数法(CADFT),建立了制导炸弹半实物仿真系统的误差传播理论,计算了仿真姿态角和姿态角速度的误差。分析了仿真姿态角和姿态角速度的误差对仿真结果的影响。结果表明,在仿真系统各种误差中,气动力和气动力矩误差是主要误差,是引起仿真俯仰角差别的重要原因; 姿态角的动态验模方法不适用于制导炸弹仿真模型,而脱靶量的静态验模方法适用于制导炸弹仿真模型。     

航空制导炸弹发展趋势

简要介绍了航空制导炸弹的发展现状,并概述其在提高制导精度、系列化、新型引信、发展特种弹药、提高防区外打击能力、发展制导集束炸弹等方面的发展趋势。新一代航空制导炸弹的出现,将极大地提高航空制导炸弹的制导精度及抗干扰能力等,提高其作战效能,对我国未来航空炸弹的发展有一定的借鉴意义。     

激光制导炸弹脱靶量计算方法

通过建立靶心坐标系与测试坐标系之间的转换矩阵，得出激光制导炸弹脱靶量矢量的计算方法；利用约束条件下的最小二乘回归方法得到激光制导炸弹在落点附近弹道诸元的精确估计。解决了激光制导炸弹飞行试验中脱靶量测试与计算的难题。     

简易制导航弹非线性控制

针对简易制导航弹非线性模型,运用微分几何理论和现代控制思想,提出了一种分层控制方法,即将该模型分为质心层、速度层、姿态层和角速度层,使其具有仿射型特点,然后根据各层间的关系进行控制器设计.仿真结果表明,这种分层控制器较传统控制器具有更好控制品质,且实现简单,同时满足简易制导航弹低成本要求.