多元探测红外导引头振动噪声抑制

为了提高红外探测系统的灵敏度, 对一种多元探测红外位标器的振动噪声进行了研究。列举了影响红外信号的噪声类型, 分析了振动噪声可能产生的各种原因, 建立了振动噪声的传递函数,并提出用减振的方法即隔离弹体振动的方法降低位标器的振动噪声。根据此种位标器的特点, 建立了减振系统的数学模型, 得到位标器振动模型的微分方程并对该微分方程求解。本文的创新点在于运用拉格朗日动力学方程解决了红外系统的振动噪声问题,并在工程中予以成功应用。     

火箭弹红外成像导引头位标器的机械结构可靠性分析

以一种火箭弹红外成像导引头位标器为研究对象,利用ANSYS建立了位标器的有限元分析模型并分析了位标器机械结构部分的可靠性,首先模拟了导引头位标器在极限温度下-10℃和50℃的热力分析,然后对位标器进行了模态分析并得到了几种固有频率,最后根据位标器的冲击要求进行了冲击响应分析,计算结果表明导引头的机械结构的可靠性满足精度要求。     

红外导弹位标器光学系统设计软件的开发与应用研究

分析了红外导弹位标器光学系统设计的特点,对位标器光学系统设计与分析软件开发问题进行了研究。根据用户的需求,开发了红外导弹位标器光学系统设计与分析软件,并对软件在导弹改进与设计工程中的应用进行了介绍。     

AIM-9X空空导弹位标器新技术分析和评价

美国第四代响尾蛇红外空空导弹AIM-9X由于采用了许多新技术,具有极其出色的近距格斗性能.作为导弹重要组成部件的位标器为红外成像制导应用于空空导弹起到了关键作用.分析了该位标器在光学与探测、机械结构和控制系统等方面所采取的新技术,并研究了新技术可能采取的技术途径和方法,评价了这些新技术对于位标器性能的改进和提高,最后提出国内红外成像位标器应借鉴发展的技术内容和方向.     

基于二阶Adaline网络的位标器自适应逆控制方法

为了提高导引头成像传感器视轴在系统参数时变时的稳定度,对基于二阶Adaline网络的位标器自适应逆控制方法进行了研究。先是对位标器的动力学模型和机电模型进行了数学推导与分析,接着通过对Adaline网络学习算法的研究,提出了一种不易受噪声影响的变步长LMS算法用于增强其学习能力。在最后设计的位标器双闭环控制系统中,电流环采用变速PID控制,速度环利用系统输出误差,按改进的二阶Adaline网络算法来实现其自适应逆控制的调节过程。内场实验表明,与PID控制相比,所提出的方法显著提高了位标器系统的控制精度,具有很强的鲁棒稳定性。     

金属结构红外探测器振动噪声的研究

为使红外探测器在振动干扰的环境下仍具有足够高的探测率,必须降低其因振动而产生的噪声幅度.控制探测器振动噪声的主要手段之一是控制其机械振动幅度,尤其是共振振幅.采用锤击法,利用冲击激励的宽频特性,研究了金属结构红外探测器的共振特性及影响振动噪声的力学因素.通过改变探测器结构的动力学特性,探寻了减振降噪的几种途径.实验结果表明,探测器悬臂冷指的结构参数对探测器的振动特性起主要作用.在冷指自由端与壳体间填胶做支撑、或冷指固定端与壳体间用胶粘隔振的减振降噪效果最好,可使振动噪声降至原值的1/20.     

长焦红外相机的减振系统设计

为了减小振动对长焦红外相机成像质量的影响,设计了一套新型减振系统。针对传统减振系统的不足,提出了一种新型减振系统,可以很好地将外框架传递到内框架上的振动隔离掉,通过Matlab采用参数优化算法得到新型减振系统的最优阻尼比ζopt为0.6532。为了检测新型数减振系统的减振效果,对长焦红外相机进行了有限元分析与试验验证。结果表明,新型减振系统在5~2000 Hz频带Z向的减振效果高达94.67%,因此可适应宽频带、大幅值随机振动的工作环境,保证了设备的正常工作,提高了成像质量。     

单活塞线性压缩机用动力吸振器理论分析与Matlab仿真

单活塞线性斯特林制冷机由于其降温速度快、质量小和可靠性高等特点,目前正广泛用于红外探测器中,但是由于压缩机运行时产生的振动会严重影响探测器成像质量,所以在振动抑制方面动力吸振器的使用成为单活塞线性压缩机的最佳减振方式。基于此,本文首先论述了动力吸振器在单活塞线性压缩机减振方面的作用,并举例介绍了当前单活塞线性压缩机用动力吸振器的基本结构。为了不失理论分析的一般性,在动力吸振器与压缩机振动模型的理论计算中引入了几个重要的无量纲参数。最后在此基础上,利用Matlab软件对动力吸振器与压缩机模型进行振动幅频特性仿真。     

位标器陀螺转子动平衡检测仪的研制

研制了一种全自动位标器陀螺转子动平衡测试仪，介绍了各部分功能实现的相关原理和措施。该仪器使用可变光栏黑体和反射式平行光管模拟不同大小、距离的目标，并创新性地采用激光测量的方法测量微小的绕动角。他结合光学方法和传统电测方法的优点实现了位标器陀螺动平衡的精确测量，只需要简单的操作即可显示绕动角和振动量的频率、振幅、相位。该仪器中绕动测量的方法可广泛用于许多陀螺系统的检测，特别在精密陀螺系统动平衡检测中具有推广价值。     

噪声和振动的有源控制技术

本文介绍噪声和振动的有源控制技术。８０年代自适应控制理论和数字信号处理的发展，使自适应控制降噪和减振系统迈向实用化，它为解决噪声和振动控制工程中最困难的低频降噪声和减振问题，提供新的有效控制方法。     

红外成像对抗中导引头伺服系统建模与分析

红外成像制导武器对抗是光电对抗的重点领域。在红外成像制导对抗数字图像注入式闭环半实物仿真试验时,由于红外导引头传感器被图像生成和图像注入计算机取代不参与工作,需要建立准确的导引头伺服控制系统的传递函数模型,进行仿真实验和实际工作两种情况下导引头控制回路性能的等效性分析。基于此,结合某型红外成像导引头的结构组成特点,将导引头划分为七个不同的功能模块,提出了导引头伺服控制系统建模的总体设计方法。采用机理建模和实验测试结合的方法建立了该型导引头完整的伺服系统模型,导引头在幅值5,频率2 Hz 弹体正弦扰动下的光轴能够保持稳定,经过测试,导引头实际输出弹目视线角和角速率能够高精度稳定跟踪真实的弹目视线角和角速率,结果验证了伺服控制系统数学模型的准确性。研究成果为同类设备伺服系统的建模和红外成像制导武器对抗图像注入式闭环仿真测试实验提供了方法和模型支持。     

红外成象导引头作用距离估算

本文叙述具有自动目标识别功能的红外成象导引头的作用距离估算。这种估算方法既不同于非成象（点源）系统，也不同于一般热象仪。成象红外导引头的作用距离是一个有待研究的参数。然而，与此有关的主要问题仍然是系统的灵敏度（ＮＥＴＤ）、大气传输和从随机噪声中识别目标所需的信噪比。在湿热的大气环境条件下，水分子的吸收是决定大气传输的支配因素。系统工作信噪比与探测概率和虚警率相关。本文提出了定义成象红外导引头虚警的一种假设，并以此为依据推出一套估算作用距离的公式。最后给出了计算成象红外导引头作用距离的示例。     

雷达/红外复合导引头信息融合算法

毫米波雷达/ 红外成像复合制导已成为当前多模复合制导技术的研究热点。从毫米波雷达/ 红外成像复合导引头系统的特点及其工程应用出发,建立了一种基于联邦滤波(FF)的分布式雷达/ 红外复合导引头信息融合算法。首先,针对扩展卡尔曼滤波存在线性化误差以及雷达测量噪声非高斯的特点,采用粒子滤波算法(PF)设计雷达子滤波器;针对红外传感器不能测量目标距离的特点,采用伪线性卡尔曼滤波算法(PLKF)设计红外子滤波器。然后通过主滤波器进行信息融合,并对两个子滤波器进行信息分配和重置。仿真结果表明,该信息融合算法能够有效地提高雷达/红外复合导引头系统的目标跟踪精度及系统的稳定性。     

雷达/红外成像双模导引头的联合探测概率研究

雷达/红外复合双模导引头已在导弹制导系统中广泛应用。讨论了双模系统中利用雷达探测系统可以提供的弹目相对距离信息,简化红外成像系统对目标的探测处理过程。同时研究了雷达/红外双模导引头探测概率和虚警概率的计算方法。     

红外成像导引头闭环注入式仿真试验可行性分析

针对红外成像导引头复杂战场环境适应性测试,提出了一种采用数字图像注入式的闭环半实物仿真试验方法,并分析了闭环注入式仿真试验系统的组成及工作原理。由于仿真测试时红外成像导引头的传感器被图像仿真计算机和图像注入接口设备取代,导致数字图像生成及脱靶量计算环节存在延迟和误差,使伺服控制系统的性能与实际工作情况可能不一致,从而影响仿真试验结果精度和置信度,因此,在建立导引头伺服控制系统模型的基础上,研究了仿真时间延迟、脱靶量误差对伺服控制系统的影响。研究结果表明:由于脱靶量误差对跟踪精度的影响仅为1.33%,如果将时间延迟控制在56.5 ms之内,开展闭环注入式仿真试验是可行的,该结果可为下一步开展红外成像导引头闭环注入式仿真试验提供理论支持。     

干扰条件下反舰导弹导引头伺服系统研究

反舰导弹导引头伺服系统对于目标搜索、目标跟踪和目标参数测量起着重要作用,它的精度直接影响反舰导弹制导精度.首先根据导引头伺服系统结构,在干扰条件下对导引头角稳定回路、角跟踪回路和角预定回路进行分析,建立导引头伺服系统数学模型;为提高导引头抗干扰能力,在角跟踪回路中引入Kalman滤波器,通过滤波可以为系统提供精确的目标数据;然后结合工程实际,构建导引头伺服系统的Simulink控制模型,并进行动态仿真;最后得到系统的动态响应结果.仿真结果表明,该方法可以有效提高导引头的响应速度和跟踪精度,为反舰导弹雷达导引头的工程设计提供了科学依据.     

雷达/红外双模导引头抗红外诱饵干扰

红外诱饵干扰弹是常见的影响导弹命中精度的干扰手段之一,对雷达/红外双模导引头抗红外诱饵干扰弹进行研究具有重要的理论价值和工程应用价值.在对红外诱饵干扰原理研究的基础上对系统进行建模,通过计算能量质心位置建立了雷达,红外双模状态方程和量测方程;设计了一种抗干扰方法,提出一种通过辐射能量和角度偏差方程进行红外诱饵干扰检测的方法.仿真分析表明:雷达/红外双模导引头使用该抗干扰方法能够以超过90%概率检测红外诱饵干扰,跟踪精度高,脱靶量小,验证了方法的可行性.     

变跟踪点红外场景仿真建模时间误差分析

随着第四代红外成像空空导弹的发展,在制导半实物仿真过程中导引头对红外图像仿真的需求逐步提高,本文在已有基于导引头光轴指向的变跟踪点红外场景仿真建模技术研究的基础上,对变中心点红外场景仿真建模在分布式制导半实物仿真系统中引入的时间误差进行分析。在充分考虑可能引入时间误差的各参数的可能取值及噪声情况后,给出了定量的时间延迟结果,分析了各参数对时间延迟的贡献,为变跟踪点红外场景仿真技术的工程应用提供数据与理论依据。     

调幅式红外导引头干扰机理

基于调制盘的红外制导导弹严重威胁战机的生存,需要开展机载红外对抗技术研究以保护战机的自身安全。以旭日升型调幅式调制盘为例,介绍了调制盘的工作原理,分析了中波红外激光干扰调制盘的机理,使用MATLAB 模拟了不同幅度、频率、相位的调制脉冲信号对调制盘系统的干扰情况。结果表明:干扰光强度与目标辐射强度之比从1 提高到10 时,方位角误差由3.6变为14.4,失调角误差由2.4变为10.8。当干扰信号角频率与调制盘载波频率接近时,方位角误差变为151.2,失调角误差变为28.4。单纯增加干扰光的强度对实现干扰贡献不大,会增加调制盘系统接收信号的强度,易暴露目标。幅值缓变的干扰信号虽然能使调制盘导引头的接收信号出现偏差,但不会让目标完全摆脱导弹跟踪,而角频率接近载波频率的干扰信号会使导引头接收不到准确信号,最终实现干扰。