基于视景仿真的导弹制导控制系统设计平台

现有制导控制系统设计开发平台的技术复杂性与快速开发之间形成了突出的矛盾,而且普遍存在设计平台维护成本高、扩展性差等一系列问题。针对以上问题,建立了导弹制导控制系统的各个子模型,研发了导弹制导控制系统设计平台。平台将视景仿真功能与数字仿真功能相结合,建立制导控制系统仿真环境,并将导弹仿真数据进行实时显示及结果复现,用三维动画图像的方式,来展示导弹弹道轨迹、位置姿态、自身状态、传感器覆盖范围等,对目标识别、弹着点预测、引战配合攻击效果评估等分析结果进行可视化,更清晰地描述出制导控制系统的实时运行状态,在提高导弹制导控制系统设计性能和质量等方面具有积极的意义。     

红外成像制导系统虚拟样机

建立了基于三维场景的红外成像制导系统虚拟样机。虚拟样机模型分为成像系统、信号处理、运动控制三个模块。在分析各模块实现的基础上,重点研究了虚拟样机与三维场景之间的运动关系及数据交换过程,并实现了数学建模。利用时间放大方法,探讨了解决仿真中实时性与逼真性之间矛盾的途径。最后,利用三维红外场景数据进行了导弹制导过程仿真试验,并给出系统作用距离与探测概率关系、弹道曲线等仿真结果。     

基于制导与控制系统的导弹虚拟仿真实验分析

阐述制导与控制系统课程的教学与仿真实验，包括自动控制原理、飞行动力学、制导与控制系统基本原理和设计方法，探讨理论知识与实践创新融合，构建制导与控制系统课程的导弹虚拟仿真实验开发平台架构，形成课程实践、实验环境与课程理论相结合的教学模式。     

平台导引头隔离度寄生回路特性分析

平台导引头隔离度的存在不仅降低了导引头跟踪精度,其引起的隔离度寄生回路对导弹制导系统存在严重的影响。通过对平台导引头隔离度产生机理进行分析,分别建立了弹簧力矩和阻尼力矩引起的隔离度模型,在此模型的基础上利用劳斯判据分析了隔离度寄生回路稳定边界,并研究了寄生回路对制导系统有效时间常数和有效比例导引系数的影响。结果表明:为了保证隔离度寄生回路的稳定,需要限制制导控制系统主要参数的取值范围;在寄生回路的作用下制导系统有效时间常数和有效比例导引系数与原设计值发生偏差,需要重点关注。所得结论可以为导弹制导控制系统初步设计以及导引头总体指标确定提供理论参考。     

中远程空空导弹协同中制导交接律研究

不同类型空中平台协同对导弹进行中段制导时,中制导权在移交过程中容易引起导弹过载的非正常突变,这主要是由目标信息及制导律切换引起的。基于将突变转化为渐变,从而减小过载变化幅度的思路,采用变权系数方法,提出目标信息交接律及制导律交接律算法。目标信息交接律是给出交接平台目标信息加权后的"虚拟目标"信息,制导律交接律则给出交接前后的加权制导律;两种交接律都是逐渐改变两加权项的权系数比重,直到一项权系数为0,另一项为1,实现加权项之间的切换;同时,为确保交接段导弹过载平滑变化,需满足交接段导弹加速度导数存在。最后通过仿真验证了该交接方法的有效性。     

雷达机械系统虚拟样机技术实现方法研究

在分析了雷达机械系统性能的基础上,提出了雷达机械系统虚拟样机技术实现途径.系统研究了雷达机械系统的各子系统建模及模型集成技术.利用ProE和Matlab软件建立了机械子系统、液压子系统及控制子系统,并在虚拟样机环境中利用相关集成技术,将各个子系统模型集成,构成雷达机械系统虚拟样机模型.     

防空导弹武器系统网络制导指令优选分析与建模

在分析美军防空导弹武器组网系统发展的基础上,论述了防空导弹协同网络制导组网发展趋势,探讨了网络中心制导的防空导弹武器系统组网拓扑结构,分析了中远程防空导弹武器系统中网络制导过程,研究了网络制导指令组成及主要影响因素,构建了对应的防空导弹武器系统网络指令及网络制导优选模型,最后应用实例对网络指令及网络制导优选模型进行了仿真解算,仿真结果表明该网络指令优选模型对于实现网络制导有很强的适用性.     

导弹制导控制系统快速原型设计技术

快速原型设计技术自诞生以来在产品工程设计领域得到广泛的应用和发展。针对导弹制导控制系统研制需求,在工程研制过程中引入快速原型的设计概念,提出基于RT_LAB实时仿真器和基于制导控制系统集成设计平台(IDS)的两种快速原型设计实现技术方案。在导弹制导控制系统实际工程研制中,可综合利用所论述的两种技术方案,以达到设计可靠的制导控制系统、适应控制对象的多样化需求、缩短项目开发周期、降低产品开发费用等目的。     

点源红外诱饵干扰下环境复杂度量化建模

为了测定红外空空导弹自身抗干扰性能,需要对红外对抗环境进行定量评估。但是目前多数模型都是从终端脱靶量分析导弹抗干扰性能,无法反映导弹在被干扰过程中各模块的响应情况。为此,基于干扰过程中导弹导引头系统和制导控制系统角度提出了红外对抗环境量化建模方法。首先从场景构成和物理特性方面构建了红外对抗要素模型;其次,分析了对抗要素对导引头图像识别及制导控制系统的干扰影响,抽象出相似度、遮蔽度、干扰时机、目标机动以及进入角影响度指标;最后,运用并联关系模型、几何均值合成模型及加权求和模型综合上述指标,建立了总体环境复杂度量化模型。仿真结果表明:典型对抗场景下,该模型预测导弹命中率的误差在±6%区间的概率为95%。     

雷达电讯虚拟样机构建与仿真技术研究

基于模型的系统工程(MBSE)是工业4. 0 的核心特征之一。借鉴MBSE 的思想,给出了雷达研发全流程中不同形态的电讯虚拟样机的内涵、作用和模型。提出了支持概念样机、功能样机和工程样机的协同仿真平台架构,研究了多领域专业仿真方法以及模型开发和管理两项关键技术。以机载火控雷达功能样机为例,形象展示了虚拟样机的建模、仿真与评估方法。基于虚拟样机的建模、仿真与虚拟验证手段将是复杂电子系统研制的新模式。     

被动微波/红外成像复合导引头交班性能的改进方法

通过对舰空导弹复合导引交班问题的研究,分析出交班过程中存在控制信号一致性和衔接性问题;经分析后,建立了复合导引头各子系统跟踪回路的数学模型且进行了简化,并构建出其制导控制系统的数学模型;以此制导控制系统数学模型为基础,进行了舰空导弹防御反舰导弹类目标时,典型情况下交班过程的仿真分析;结果表明:交班过程对弹道有一定扰动影响;针对此问题,以自适应交接律的思想为基础,交班时采用交班算子进行交班,或弹目距离较远且交班时采用追踪法为导引律;仿真结果表明:采用一次函数或正弦函数作为交班算子及远距离交班时,采用追踪法均可以降低交班对弹道的扰动程度,改善了交班性能.     

捷联末制导系统的控制与滤波模型研究

以半捷联寻的制导武器为对象,研究了捷联末制导系统中的捷联控制算法和制导信息滤波模型。首先分析了捷联末制导系统的工作原理,给出了捷联天线稳定平台的跟踪控制算法,然后针对捷联控制算法对目标视线角信息的需求,考虑仅有角度测量的被动制导情况,提出了一种基于M arkov随机模型的机动目标跟踪模型,通过推广Kalm an滤波技术可以获得目标视线角的估计。因为捷联末制导系统无法直接测量目标视线角速度,为了满足弹上比例导引的需要,提出了一个末制导系统角跟踪通道的数学模型,该模型可以采用常规的Kalm an滤波算法获得目标视线角速度的估计值。最后,通过一系列数学仿真验证了上述方法的有效性。     

导弹发射装置随动系统模拟器设计与实现

针对导弹发射装置随动系统实验平台实验过程中损耗严重的问题,设计了基于DSP（Digital Signal Processing）的导弹发射装置随动系统模拟器。该模拟器具有与实验平台相同的电气接口,采用神经网络算法建模,能模拟实验平台的运行特性,检验控制参数、控制算法的正确性,有效减少教学设备的损耗,节约保障成本,满足训练和教学需要。     

被动微波/红外成像复合导引头交班仿真分析

通过对被动微波/红外成像舰空导弹复合导引头交班问题的研究,建立了复合导引头制导控制系统的数学模型,复合导引头跟踪回路主要由被动微波相位干涉仪与红外成像导引跟踪回路组成.以此模型为基础,进行了防御反舰导弹类目标典型运动情况下的交班过程仿真.分析了各因素在交班时对弹道扰动程度的影响.得出目标机动能力越强、速度越快、弹目距离越近,交班引起的弹道扰动越大;舰空导弹在拦截反舰导弹时,在反舰导弹巡航段进行拦截并交班时,交班过程引起的弹道扰动最小的结论.     

基于Simulink的导弹六自由度建模与仿真

介绍了导弹六白度仿真系统设计,建立了利用比例导引制导的地空导弹六自度仿真模型和目标运动模型等数学模型,利用Matlab／Simulink进行了导弹攻击目标的全过程仿真,给出了部分仿真结果,为导弹六自度仿真的深入研究提供了高可信度的仿真方法。     

凝视红外成像末制导系统应用研究

根据国外新一代防空导弹的发展趋势,进行了高速导弹末制导系统气动热、气动热辐射和高速流场对目标传输效应等工作环境的初步计算,为高速导弹应用红外末制导系统提供了设计依据.结合高速导弹末制导系统要求和所处的工作环境,分析了红外成像末制导在高速导弹上应用的系统技术问题.最后,提出了应用数学仿真、半实物仿真和外场试验等进行红外成像末制导系统性能评估的方法.     

舰载导弹的小扰动抑制优化制导控制技术研究

舰载导弹在大气小扰动下容易出现控制失稳,通过控制优化设计,提高导弹制导的稳定性。针对传统的PID神经网络模糊控制精度较低的问题,提出一种基于小扰动抑制和参数自整定误差修正的舰载导弹制导控制优化算法,首先构建舰载导弹的被控对象模型和纵向运动数学模型,根据控制约束参量进行舰载导弹制导控制约束参量分析,然后采用小扰动抑制方法进行扰动误差和控制参量的自整定修正,实现控制算法优化设计。最后通过仿真实验进行性能测试,仿真结果表明,采用该控制方法进行舰载导弹的小扰动抑制和制导控制设计,降低了导弹的轨迹输出误差,俯仰角等运动参量的跟踪性能较好,提高了控制品质。     

导弹有限时间三维非线性导引律

以已推导所得的导弹-目标相对运动三维非线性模型作为研究对象,为获得快速收敛的跟踪效果,引入有限时间控制理论,设计具有有限时间收敛效果的非线性导引律.从理论角度论证了导弹在有限时间内成功拦截非机动目标的可行性,并估算了有效拦截时间的范围.计算机仿真结果表明,所设计导引律能够使整个导弹-目标相对运动系统稳定,控制导弹在有限时间内击中目标,实现零脱靶量打击,提高了导弹的拦截性能.