SINS/GPS制导航弹多约束条件下复合制导律设计

针对SINS/GPS航弹无动力飞行和高度测量误差较大的缺点,设计了基于最大升阻比的中制导律,利用最优控制理论设计了一种带落角约束的末制导律,运用遗传算法对末制导律参数进行优化,达到滑翔增程的目的,并使制导航弹以陡峭的弹道攻击目标,消除高度误差对制导精度的影响。仿真结果表明,滑翔段弹道平缓,增程效果显著;俯冲段弹道陡峭,着地时弹道倾角接近-90°。     

超远程制导炮弹滑翔增程弹道仿真研究

本文对滑翔增程的原理及弹道特性进行了分析,建立了超远程制导炮弹滑翔增程外弹道的数学模型,对最大升阻比弹道进行了仿真,从而得出理想方案弹道及实际方案弹道。对仿真结果进行了分析,并对控制环节及鸭舵外形提出了改进措施,有效解决了飞行过程中姿态角及攻角震荡的问题,保证超远程制导炮弹能够进行稳定而有效的滑翔飞行。     

小直径制导炸弹翼片的流固耦合仿真分析

为研究小型制导炸弹的翼片变形对气动特性的影响,采用双向流固耦合方法计算一种三弹翼气动布局的制导炸弹在柔性翼时的气动参数及气动变形,利用 FLUENT 计算其在刚性翼时的气动参数。仿真结果表明：2种翼片的制导炸弹升力系数、阻力系数及升阻比随攻角和速度变化的趋势相同;柔性翼的制导炸弹升力系数与升阻比都大于刚性翼,阻力系数小于刚性翼,最大变形量与攻角成线性关系。采用柔性翼的制导炸弹气动特性优于刚性翼。     

联合制导攻击武器建模与仿真研究

联合制导攻击武器(JDAM)是美国研制的一种新型空地武器,它通过加装制导、增程套件实现了对美军现存普通常规炸弹的升级.文中给出了GPS/INS组合制导套件、激光导引头的数学模型,以及弹体运动学和动力学模型,并介绍了增程套件的原理,设计了方案弹道.通过六自由度弹道仿真,比较了增加套件前后JDAM的性能指标.     

新型滑翔制导炸弹关键技术综述

对新型滑翔制导炸弹的关键技术进行了系统总结。从增程滑翔弹翼设计、滑翔弹道求解技术、全捷联图像导引头制导信息估计和末制导律设计四个方面综述了其发展现状并分析了未来的发展方向。     

基于Radau伪谱法的制导炸弹最优滑翔弹道研究

基于Radau伪谱法求解最优控制问题的原理,研究了滑翔型制导炸弹的最大射程优化问题。对制导炸弹动力学模型进行了无量纲化处理,结合极小值原理推导了最优控制轨迹的解析解和一阶必要性条件,采用Radau伪谱法将弹道优化问题转化为非线性规划问题,基于协态映射原理给出了数值解的最优性验证方法。仿真结果表明,Radau伪谱法能够提供具有工程应用价值的最优解,与常规的最大升阻比滑翔弹道相比,优化后的弹道射程增加10%以上。     

钻石背弹翼气动特性风洞实验研究

采用模块化方法设计了ー组具有“钻石背”弹翼的风洞实验模型,进行了六分量测カ实验,实验马赫数范围为Ma=0.4~0.8,攻角范围为-2°?12°俯仰控制舵偏角为-5°.实验结果表明：“钻石背”弹翼能提供较大的升力,具有“钻石背”弹翼的飞行器升阻比可达5以上,有很强的滑翔增程能力,适用于无动カ制导炸弹的滑翔增程;攻角>6°时,升力随攻角变化曲线的当地斜率迅速降低,应按最大升阻比选择滑翔飞行的攻角。     

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。     

滑翔增程制导炮弹复合导引算法设计及仿真

以滑翔增程制导炮弹为研究对象,研究其实现远程飞行和精确打击的导引律设计方法。为提高滑翔增程制导炮弹的射程,保证远距离飞行的稳定性,并实现对目标的精确打击,设计中、末制导结合的复合导引算法,采用经典PD控制方法进行中制导弹道跟踪算法设计;采用比例制导律设计末端精确导引算法;基于所设计的方法开展弹道仿真验证。仿真结果表明,导引算法能够实现不同射程的精确打击,满足设计要求。     

滑翔增程制导炮弹复合导引算法设计及仿真

以滑翔增程制导炮弹为研究对象,研究其实现远程飞行和精确打击的导引律设计方法。为提高滑翔增程制导炮弹的射程,保证远距离飞行的稳定性,并实现对目标的精确打击,设计中、末制导结合的复合导引算法,采用经典PD控制方法进行中制导弹道跟踪算法设计;采用比例制导律设计末端精确导引算法;基于所设计的方法开展弹道仿真验证。仿真结果表明,导引算法能够实现不同射程的精确打击,满足设计要求。     

无动力推进增程低阻航空炸弹的弹道研究

叙述了无动力推进增程低阻航空炸弹的设计思想，建立了其运动数学模型。以控制攻角为变量，计算了它的方案弹道。对方案弹道选择和控制系统设计有一定参考价值。     

基于混合BTT/STT控制的滑翔制导炸弹自动驾驶仪设计

研究了混合BTT/STT控制技术在大升阻比滑翔制导炸弹上的应用。根据滑翔制导炸弹的动态特性和控制需求建立了BTT控制模型,设计了BTT控制结构。为解决BTT控制在小过载指令作用下可能会产生的滚转角指令抖动现象,提出了混合BTT/STT控制方法,即在小过载指令下适时引入STT控制。对比了六自由度弹道仿真与纯BTT控制模式。仿真结果表明,混合BTT/STT控制可有效解决滚转角指令抖动问题,研究结果可为滑翔制导炸弹BTT控制系统的工程实现提供技术参考。     

基于方案弹道的简易制导炸弹在线神经网络控制设计

将方案弹道与在线神经网络相结合设计了简易制导炸弹的指令控制器.该方法采用近似线性模型获取简易制导炸弹的无数条方案弹道以及方案弹道弹体参数模型后,针对简易制导炸弹的控制飞行特点,对姿态回路和质心回路分别设计了神经网络控制器,并引进基于共享机制的小生境遗传算法加快了BP神经网络的收敛速度,解决了简易制导炸弹在大高度、大方向角投弹条件下的非线性问题,达到了实时控制的目的.仿真结果表明所设计的控制系统具有良好的控制性能及鲁棒性.     

基于高斯伪谱法的滑翔弹道优化算法研究

为了提高滑翔增程制导炮弹方案弹道的优化效率,提出了一种基于高斯伪谱法的方案弹道优化方法。以滑翔时间最短为性能指标,滑翔舵偏角为设计变量,建立了纵向平面内弹道优化模型,采用高斯伪谱法对状态量和控制量进行了离散,将最优控制问题转换为非线性规划问题,并利用序列二次规划法对其进行了求解,仿真结果表明该方法收敛域大,对初值不敏感,优化精度高,可为远程制导炮弹的方案弹道优化设计提供一定的参考。     

侵彻型制导炸弹的末制导规律研究

根据被动寻的侵彻型制导炸弹的运动特点,设计了能够满足多项约束指标的滑模制导律,并对滑模稳定性进行了证明。仿真结果表明,该制导律能够满足脱靶量和侵彻型制导炸弹对末端攻角及弹道倾角的要求,对参数摄动具有一定的鲁棒性,说明了所设计制导律的有效性。     

滑翔增程弹弹道优化设计研究

研究了炮弹的增程优化设计,建立了滑翔增程弹的运动模型,为了简化问题及获得良好的弹道,提出分段优化全程弹道的方法;全程弹道分为弹道段、滑翔段,采用不同方法对各段进行优化,包括最佳射角设计、能量损失最小弹道设计、最优滑翔设计等,从而使得整个弹道达到最优;通过对某型炮弹为对象的数字仿真,所设计的弹道能够实现最大增程效果;研究结论对滑翔增程炮弹弹道优化设计具有一定的参考意义。     

制导弹药六自由度运动的Simulink建模仿真

利用数字仿真方法验证制导控制系统是现代导弹设计的重要手段,也是后续控制系统六自由度半实物仿真的基础。以某型制导增程弹药为背景,在Matlab/Simulink环境下构建其六自由度弹道仿真模型。将设计好的制导控制算法嵌入六自由度弹道模型中进行验证,仿真结果表明了此快速仿真架构的正确性和制导、控制方案的可行性。     

基于纵程解析解的飞行器智能横程机动再入协同制导

针对高超声速飞行器协同饱和打击需求,提出一种基于深度Q-学习网络(DQN)算法的深度强化学习横程机动再入协同制导方法。解耦设计高超声速飞行器横纵制导方法,基于高精度的纵程解析解,解析计算纵向升阻比得到倾侧角模值。抽象横向制导倾侧反转逻辑为马尔可夫决策问题,引入强化学习思想,设计一种基于DQN算法的横向智能机动决策器,构建智能体离线学习-在 线调用模式,计算倾侧角剖面的符号变化。以典型高超声速飞行器CAV-H为对象,基于数学分析MATLAB平台通过弹道仿真对该制导方法进行验证。仿真结果表明：新制导方法制导精度高,任务适应性强,可以在线使用,能够严格满足飞行时间约束和能量管理需求;相比于基于三维解析解的再入协同制导方法,新制导方法可以更大程度发挥飞行器的横向机动能力,具备更高的突防潜力。     

红外成像制导炸弹捕捉目标各种因素的影响分析

为了研究各种因素对新型增程式红外成像滑翔制导炸弹的导引头捕捉到目标概率的影响,以某炸弹在某高度下照射目标水平面所覆盖的面积为基础,研究了不同情况下覆盖面和目标机动之间的关系,并以某一情况为例对捕捉概率进行了计算。为了进一步研究炸弹飞行高度、飞行时间、弹道倾角和目标运动速度对捕捉概率的影响,通过固定其他参数改变某一参数研究了不同情况下的捕捉概率,并对计算结果进行了分析,为新型滑翔制导炸弹的设计和运用提供了一定的参考价值。     

简易制导炸弹方案弹道优化设计

从简易制导炸弹的制导控制方案出发,分析了影响简易制导炸弹射程和精度的主要因素;给出了弹道设计所采用的弹道方程;建立了以方案机构产生的俯仰角突变时间t1、t2为设计变量,飞行距离为目标函数,满足控制精度、速度、法向过载和舵偏角等约束条件的方案弹道优化设计模型,并进行了数值仿真.数值仿真计算表明,按此优化设计模型得到的方案弹道,具有射程远、精度好的优点,方案弹道的优化设计除取决于方案机构给出的弹道倾角外,还将取决于投弹的初始条件.