Trajectory Optimization Design for Morphing Wing Missile

This paper presents a new particle swarm optimization (PSO) algorithm to optimize the trajectory of morphing-wing missile so as to achieve the enlargement of the maximum range. Equations of motion for the two-dimensional dynamics are derived by treating the missile as an ideal controllable mass point. An investigation of aerodynamic characteristics of morphing-wing missile with varying geometries is performed. After deducing the optimizing trajectory model for maximizing range, a type of discrete method is put forward for taking optimization control problem into nonlinear dynamic programming problem. The optimal trajectory is solved by using PSO algorithm and penalty function method. The simulation results suggest that morphing-wing missile has the larger range than the fixed-shape missile when launched at supersonic speed, while morphing-wing missile has no obvious range increment than the fixed-shape missile at subsonic speed.     

低轨卫星星座在导弹预警中的应用研究

为了提高潜射弹道导弹早期预警能力,设计了一种低轨道Walker卫星星座。该星座利用低轨卫星对导弹预警卫星系统进行补充,实现对应急任务的快速响应。以预警探测系统的连续覆盖能力为指标,利用STK软件对该设计进行了建模仿真,并就卫星轨道参数、星座构型和覆盖性能等方面进行了详细分析。仿真分析结果表明,该星座可对我国周边局部威胁海域实现97%以上的连续覆盖,并对该区域北纬26°以下的部分实现严格连续覆盖。     

Surface destructive mechanism on high-temperature ablation, supersonic-erosion, dreg-adherence and corrosion

The exhaust and flame from a supersonic airborne missile high-energy smoke-born engine (SAMHSE) may lead to high-temperature ablation, supersonic-erosion, dreg-adherence (HTASED) and corrosion on the launcher slide track, causing serious problems to the operation and decreasing the lifetime of the launcher. Therefore, it is imperative to study the destructive mechanism so as to guarantee the smooth operation and increase the lifetime of military equipments. Accordingly, HTASED and corrosion were systematically observed and analyzed with the emphasis placed on the mechanism investigations making use of a series evaluation tests, typical missile engine simulation tests, national military standard methods, scanning electron microscopy and electrochemical corrosion tests. It is found that the thermal impact of high-temperature flame and supersonic erosion of corrosive melting particle jet of the SAMHSE lead to surface defects of micro-cracks, denudation and corrosive residue. Some defects reach to metal base becoming to "corrosive channels". Repetitive HTASED may cause ablation-adhesion fatigue stress, which enhances the surface corrosion and destruction. HTASED and corrosion are related to the type of a SAMHSE fuel and experience of the launcher. Surface destruction is related to synergistic effects of the HTASED. The ablated and failed Al or steel surface is liable to electrochemical corrosion characterized by pitting in humid and salt-spray environment.     

基于改进快速鲁棒性特征的导弹视频特征匹配

利用电视制导导弹视频图像确定导弹落点,从而开展精确目标毁伤评估研究,是目前全新的一种评估手段。图像特征匹配是利用视频图像确定导弹落点的关键步骤。针对导弹视频图像的特点及其作战应用,在特征匹配阶段,依据准确性和实时性两个原则,对快速鲁棒性特征算法做了两方面的改进:一是限制特征点提取区域,定义了图像区域限制算子;二是限制特征点数量,利用算法阈值和随机抽样一致性算法对特征点进行限制。实验结果表明,提出的算法对典型视频片段进行处理,较原算法在匹配时间上平均减少12.6%,匹配准确率平均提升13.4%,较尺度不变特征变换算法匹配时间平均提升了74.9%,同时,有效消除伪匹配点。通过对三段视频进行测试仿真,改进算法在整体上较原算法的匹配时间加快14.9%,且通用性较强,适用于视频图像的特征点匹配。     

一种新的便携式防空导弹模拟训练系统

针对目前便携式防空导弹模拟训练设备成本高,精度低的缺点,提出了基于激光测距原理的便携式防空导弹模拟训练系统。系统由模拟训练弹和三维投影系统构成,利用安装在模拟训练弹上的激光距离传感器、倾角传感器作为敏感元件判断射手瞄准点坐标,采用实时三维仿真软件生成目标并通过投影仪投影作为射手瞄准的目标。阐述了系统的结构、工作原理,捕获目标判断过程、校准过程并分析了系统的误差,应用表明系统具有成本较低,安装调试方便,判断精度高的特点。系统将激光测距系统和角度传感器配合使用,较大的降低了对角度传感器的精度要求,由此带来设备成本的大幅度降低和可靠性的增加。     

基于双目视觉测距技术的导弹筒箱精确对接方法

当前导弹筒箱对接工作中普遍采用人工操作方法,通过目视指挥操作实现卡口对接,精确性差,步骤繁琐,效率低下。针对此问题,基于双目视觉测量技术提出了一种自动对接方法,利用双摄像头测量对接卡口的成像偏差,计算筒弹调整的距离和角度,实现筒弹支脚和对接卡口的准确对准。然后研究了系统测量误差,利用非线性回归拟合方法分析了误差计算公式,利用等距标尺设计了测量误差标定实验方案,并针对摄像头安装不便的问题,给出了中点延长安装方法和计算补偿方法,最后设计了筒弹自动化对接系统的基本结构。试验结果表明,该方法能够有效获取筒弹对接偏差距离和角度,为位置调整系统提供有效输入,从而实现导弹筒箱的自动对接。     

受控旋转弹飞行动力学建模和稳定性分析

选取带有控制系统的旋转弹为研究对象,考虑到控制环节不可避免的时滞及气动非线性效应,从理论上进一步完善了旋转弹动力学模型.从模型的特征方程出发,以时滞、控制增益为分岔参数,对系统的零平衡点稳定性进行了分析,得到平衡点失稳后发生Hopf分岔的临界参数值,并在理论预测的情况下数值模拟了攻角和侧滑角在不同情况下的失稳情况以及Hopf分岔周期解振幅随分岔参数的变化情况.数值结果表明了理论预测的正确性,时滞虽未改变旋转弹锥形运动方式,但是却大幅度的减小了稳定飞行控制增益的取值范围,因此在旋转弹姿态稳定性系统设计过程中时滞的影响不可忽略.     

基于滑模趋近律的防空导弹垂直发射姿态控制研究

为了实现一种针对光纤制导的低空战术防空导弹垂直发射过程的姿态控制,首先利用四元数在弹体坐标系下对垂直发射的防空导弹建立了运动方程,并在纵向通道利用小扰动线性化理论将运动方程简化为状态空间模型,然后设计了基于滑模趋近律的姿态控制律,最后建立了Simulink六自由度弹道仿真模型并进行了数字仿真验证,结果表明:基于四元数的运动方程形式运行有效,基于滑模趋近律的姿态控制律可实现对防空导弹垂直发射的有效控制.     

验前信息在反舰导弹靶场试验中的应用研究

针对反舰导弹靶场试验时如何把验前积累大量的先验信息科学合理利用,根据反舰导弹不同种类的验前信息,确定其分布类型并采用参数和非参数检验方法进行相容性检验,使经过预处理的验前信息能够为试验所用,并通过实例验证了该方法的科学可行性。该方法对验前信息在反舰导弹靶场试验及结果评定中的应用具有一定意义。     

红外制导导弹最优导引律工程实现方法研究

为了研究提高导引精度,用最优控制理论推导出的最优比例导引律,给出了一种只需目标视线角速率信息的最优比例导引律工程实现方法,方法不需要最优比例导引律中的相对速度、目标加速度和剩余时间等信息,与基于小离轴角的假设推导得出的经典的比例导引律相比,可满足近距格斗导弹大离轴发射和攻击高机动目标的要求。经仿真结果证明,最优比例导引律的工程实现方法尤其适合不带测距功能的红外制导导弹,与需要剩余时间估计算法的方法相比具有更强的工程可实现性。