基于容积卡尔曼滤波的全捷联制导信息估计算法

针对全捷联制导弹药视线角不能直接测量的问题,提出基于容积卡尔曼滤波(Cubature Kalman Filter,CKF)的全捷联制导信息估计算法。该算法根据制导弹药弹道特性以及弹目相对运动特性,建立弹体运动模型及弹目视线模型作为状态模型;利用弹体与目标的几何关系以及坐标系间的转换关系得到的惯性系下的弹目视线角度,建立量测模型;针对所建立模型非线性程度较高的特点,采用容积卡尔曼滤波的方法对弹体姿态角以及弹目视线角进行滤波估计。建立数字仿真模型进行验证,实验结果表明,该算法能够满足制导信息精度的要求,并且具有一定的稳定性。     

弹道导弹捷联惯性／星光复合制导系统模型研究

推导了星光制导量测信息修正捷联惯性制导系统姿态角误差的机理,讨论了复合制导系统的主要误差,建立了全捷联工作模式的惯性/星光复合制导系统误差模型.针对捷联惯性制导系统的初始位置误差、时准误差及惯性元器件漂移所造成的制导误差,提出了一种适用于弹道导弹的星光修正捷联惯性的复合制导方案.仿真结果表明,当弹道导弹飞出大气层后,利用星体跟踪器获得的精确弹体三轴姿态信息调正捷联惯性制导系统的方案是合理、可行的,这种自主复合制导系统能够满足弹道导弹高精度的制导要求.     

捷联反辐射寻的制导系统比例导引方法研究

针对捷联反辐射寻的制导的特点，从工程应用出发，分析了直接导引（又称弹体追踪导引）和利用视线角速率重构实现比例导引存在的问题，提出了直接利用捷联寻的器的测量角度信息实现捷联比例导引的新方法，并给出了工程应用的两种形式，通过仿真分析验证了该方法的有效性和可行性。     

高旋弹药飞行姿态测量用半捷联MEMS惯性测量装置研究

针对高速旋转弹药姿态测量中,传统的MEMS捷联惯性测量系统由于角速率传感器在量程和精度上不能同时满足测试要求而存在姿态测量精度低的问题,提出了半捷联MEMS惯性测量的概念、原理和半捷联MEMS惯性测量的实现方法;同时针对半捷联MEMS惯性测量系统的组成结构,对半捷联MEMS惯性测量装置进行了介绍。通过对动力输出仓、控制-驱动电路安装仓、惯性信息敏感仓和惯性信息采集仓的结构和功能说明,阐述了半捷联MEMS惯性测量的实现方法。该装置可在弹药高速旋转情况下为微惯性测量单元提供稳定测试环境,有效抑制高旋弹药对惯性系统姿态测量精度的影响,为高旋弹药姿态测量和常规弹药制导化提供了新的思路,具有一定的工程应用价值。     

捷联寻的制导系统滤波器设计

主要针对某型捷联寻的制导弹药,进行了捷联寻的制导系统滤波器设计并进行了目标机动情况下的仿真验证。利用捷联寻的导引头给出的量测信息,设计了捷联寻的制导系统的强跟踪卡尔曼滤波器,估计出弹目相对运动等信息,用于末制导弹药的最优导引律,导引其命中目标。仿真结果表明,所设计的捷联寻的制导系统滤波器能有效对付目标机动,满足某型制导弹药武器系统性能指标要求。     

捷联寻的制导技术在近程制导火箭中的应用

结合近程制导火箭特点,研究了捷联寻的制导关键技术,如捷联导引头信息处理、捷联寻的与制导控制一体化设计、导引规律设计等。基于某在研近程制导火箭的数学模型,采用UKF滤波器提取视线角速率,提出了制导控制一体化设计思路,采用蒙特卡罗法分析了低成本捷联寻的制导技术应用的可行性。仿真结果表明,制导精度满足设计要求。     

捷联制导弹药制导与控制系统设计与仿真

根据单兵武器捷联导引头的特点,提出一种弹体追踪和比例导引相结合的制导律。利用导引头的误差角信号和姿态陀螺的姿态信号,通过微分网络提取弹目视线角速率,实现比例导引部分,误差角信号作为姿态驾驶仪的输入完成弹体追踪部分。其次,利用根轨迹方法给出一种姿态驾驶仪设计方法。通过数学仿真可以证明,该制导律和姿态驾驶仪相结合,可实现精确命中目标,并具有良好的动态特性。最后,为论证MEMS陀螺和惯性陀螺等实现姿态驾驶仪的可行性,提出半实物仿真试验方案,作为理论设计进一步的验证手段。     

被动式半捷联平台的动力学模型及其稳定性分析

在某些高速滚转的制导炮弹中,捷联式惯性测量系统无法同时满足测试精度与量程的要求。被动式半捷联平台可以通过隔离弹体滚转运动有效解决这一问题。通过对弹体及被动式半捷联平台进行力学分析建立了半捷联平台内筒的动力学模型,通过4阶龙格-库塔法对动力学模型进行了数值求解,得出不同弹体俯仰角下平台内筒的滚动角度和角速率值。在三轴高速转台上进行了地面半实物仿真实验,转台实验结果与数值计算结果相符。计算及实验结果表明弹体飞行俯仰角越小,平台内筒的滚动角度和角速率就越小,被动式半捷联平台就越稳定。本研究适用于常规弹药的制导化改造,具有一定的工程应用价值。     

姿态更新算法在某型滚转弹药捷联寻的制导化中的应用研究

针对某型滚转弹药,设计了基于微机电惯性组件的捷联制导系统.运用H∞平方根滤波器,估计出弹目相对运动等信息,形成最优比例制导指令.利用微机电速率陀螺构建数字平台,实现毫米波捷联导引头量测信息及制导指令的坐标变换.对四元数法和等效转动矢量法的滚转弹姿态解算精度进行比较,并通过打击机动目标的仿真试验验证了姿态解算精度对制导精度的影响.仿真结果表明应用等效转动矢量法的捷联制导系统精度更高,能够满足要求.     

旋转弹用半捷联惯性测量系统数据传输技术

针对高速旋转弹药姿态高精度测量问题,提出了一种基于半捷联结构的惯性测量方案,讨论了半捷联减旋平台上弹丸发射前初始参数装订及飞行过程中存在相对旋转情况下导航信息的传递方法,设计并重点介绍了多级蓝牙无线数据传输方案。在此基础上,进行了地面转台模拟试验,完成了多级蓝牙间数据通信测试。结果表明,采用蓝牙方案进行数据传输方便可靠,利于半捷联平台的小型化设计;载体姿态角解算误差小于0.4°,满足高速旋转弹药精度测试要求。