火箭橇过载测试系统的设计与应用

火箭橇过载测试系统是由一个以ADXL系列传感器为基础,通过电路设计形成的专用过载传感器和一套高精度存储测试系统组成;并根据火箭橇试验的特点,对系统进行了专用结构设计;通过对测试数据进行处理,不仅可以得到过载数据,也可获得于火箭橇的速度和位移曲线。     

捷联惯组火箭橇试验数据处理方案研究

捷联惯组火箭橇试验是验证捷联惯组在复合环境下的误差模型、评定制导系统误差模型精度以及分离大过载条件下捷联惯组误差系数的有效手段。文中主要探讨了捷联惯组的误差模型,提出了基于火箭橇试验的动态条件下的误差分离和数据处理方案,并对火箭橇试验中数据处理方法进行了分析。     

超声速双轨火箭橇系统两级减振与分析

针对刚性双轨火箭橇无法满足导弹控制装置在马赫数为2条件下的力学环境试验要求,分析了刚性双轨火箭橇的振动数据和特性,发现火箭橇振动响应与运行速度强相关,振动均方根随速度的增加呈非线性增加趋势,火箭橇刚度越大,振动响应越大,当速度为900 m/s时,刚性火箭橇振动响应均方根值达到120g,火箭橇试验中产生的振动表现为随机振动,频带范围覆盖了5～2 000 Hz,且低频振动十分剧烈。根据火箭橇的振动特性,将天然橡胶与滑靴一体化融合设计为减振滑靴,减小滑靴刚度,从而降低由靴轨冲击碰撞引起的振动,实现了火箭橇振源处的一级减振,在被试品与橇体接口处采用硅橡胶实现二级减振。通过动态特性响应仿真、振动台试验、橇轨耦合动力学计算和火箭橇试验进行了验证。研究结果表明:双轨火箭橇通过两级减振后,从振源和传递路径两方面将侧、竖向振动过载控制在了12g内,并实现了100～2 000 Hz内宽频域段减振,被试品侧、竖向减振效率分别达到52%和70%,能够为导引头类火箭橇试验提供验证技术支撑。     

火箭橇多路时序点火控制系统设计

为了解决火箭橇试验中橇体长时间巡航运动的问题,采取了火箭发动机橇载多路时序点火控制的方法,分别从控制方法、系统的远程控制、远程检测、自动断电、硬件电路设计、软件程序设计、系统封装、系统的可靠性验证、系统安装等方面进行论述。该橇载点火控制系统可根据试验时序要求,控制不同的火箭发动机按要求的时序工作,使火箭橇运行速度达到设计的弹道要求。     

惯性测量系统火箭橇试验图像测速方法

在惯性测量系统火箭橇试验中,目前主要采用雷达测量设备、遮光板时空测量装置测量橇体的运行位置和速度。火箭橇点火时,会产生高速度,强尾焰,大噪声和剧烈振动等外测条件,雷达测量设备、遮光板时空测量装置无法准确测量火箭橇运行的速度。为满足未来轨道延长和火箭橇多级点火越来越迫切的需求,提出火箭橇试验图像测速方法,弥补上述两种方法缺陷并提高速度测量的精度。研究了照片反求,特征点提取,速度噪声的频谱分析,橇体运行速度的计算值和平滑值,为惯性测量系统火箭橇试验提供高精度的位置速度变化模型。     

基于AD976的橇载记录仪设计与实现

针对火箭橇试验特殊工作环境制约以及应变、温度、振动和过载等测试需求,设计并实现了一种基于AD976的橇载记录仪。以CPLD为核心控制,根据AD976、ADG508和FT245控制时序以及采集、读数信号控制进行了时序电路设计,并对信号采集存储过程进行了仿真分析,完成了该装置的设计与实现。     

火箭橇试验加载技术研究

研究火箭橇加载技术对火箭橇试验的开展具有重要意义。采用四阶龙格-库塔法,根据固体火箭发动机的近似推力曲线和平均推力曲线以及空气动力学理论对固体火箭发动机驱动的火箭橇的整个运行过程进行了估算,获得了火箭橇在超音速运行过程的速度历程和位移变化情况,给出了橇车在轨道上运行的最大速度和出轨速度。估算结果与试验测试结果符合较好,说明以近似推力曲线计算的结果能比较准确地反映火箭橇的运行过程。     

电涡流传感器在火箭滑橇实验中的应用

为了方便准确地测量相关的力学数据,不断完善火箭滑橇设计的科学性、安全性和可靠性,根据火箭滑橇的实践,给出电涡流传感器在火箭滑橇中的一些应用.通过安装电涡流传感器可以得到滑橇的全程运动位移曲线,与其他方法相比,操作简单、价格便宜、性能可靠.对原始数据进行简单的微分运算即可得到滑橇的运动速度、加速度,可以为火箭滑橇车体强度的设计提供参考.同时,通过与车体运动加速度振动数据比较,可以得到滑橇运动振动幅度与运动速度之间的关系,有助于解决火箭滑橇,被试品的力学环境适应性问题.     

基于导频序列的火箭橇试验遥测抗多径信道编码方法

针对火箭橇试验过程中,遥测接收端解调时因受到多径效应影响,会产生较大误码率的问题,提出了基于导频序列的火箭橇试验遥测抗多径信道编码方法。该方法根据火箭橇试验速度以及信号传输速率等数据,通过选择合适的特殊字序列,采用已知信道特性的MSE均衡算法,设计信道估计数据结构和信道均衡数据帧结构。理论数据计算表明,该方法可以有效地提高数据质量,降低数据误码率。     

壮哉——我国高精度火箭橇试验滑轨

1997年12月，历时10年建设的我国高精度火箭橇试验滑轨。终于在中国中部地区建成。这是中国第一条，也是亚洲第一条火箭橇试验滑轨。其场面壮观。令人兴奋!     

卡尔曼滤波在四旋翼飞行器姿态测量中的应用

针对简单均值滤波很难满足要求的不足,介绍一种四旋翼飞行器系统飞行姿态测量的新算法。在使用传统的加速度传感器获取数据的基础上,使用卡尔曼滤波的方法,将加速度传感器数据和陀螺仪数据进行融合,以单片机为核心的惯性测量单元进行试验。结果表明,该算法能避免动态噪声对加速度传感器数据的影响,提高四旋翼飞行器姿态测量的精度。     

基于动态逆的无人机飞行控制律设计

针对无人机机动飞行时系统呈现为非线性和高耦合的特点,提出一种采用动态逆控制无人机内回路的设计方法。通过数学解析的方法直接解算出逆模型,消除系统的非线性因素和实现各通道解耦,并结合无人机飞行控制时频域控制需求,给出了样例无人机过载和滚转角控制外回路设计结果。样例无人机非线性环境中的仿真结果表明:基于动态逆的滚转角和过载控制器的时频域品质能满足无人机的飞行控制需求。     

利用IMU进行脉冲修正的控制规律分析

文中通过对捷联式微型惯性测量系统的研究,得出由其在火箭弹飞行攻击过程中测量出的加速度和角加速度,并按照由此得出的位置及姿态角,在有控火箭弹已知模型的基础上,通过计算机仿真证明了末端修正的可行性,给出了具有实际意义的结论。     

自旋飞行器角速率和过载测量数据拟合修正方法

为正确分析飞行试验飞行器迎角和气动参数偏差等飞行动力学特性,根据具有非零惯性积旋转飞行器在大气层外的运动规律,推导飞行器角速率和过载分量的解析表达式。利用测量数据拟合估计相应的系数,给出测量数据系统偏差修正解算公式。计算实例表明,经拟合、系统偏差修正和过载质心换算的测量数据更接近实际飞行状况,可用于确定飞行器大气层初始段飞行迎角变化范围和大气层内气动系数辨识等的飞行动力学特性结果分析。试验数据结果分析实例验证了该方法的有效性,研究结果对测量数据处理和误差修正具有现实指导意义。     

一种适用于高动态制导飞行的大气航姿系统算法

为解决高动态制导飞行条件下航姿系统的可用性,从工程应用角度提出一种新的大气航姿自适应滤波算法,采用大气数据信息剔除滤波量测中的运动加速度,解决了内阻尼航姿算法在载体高动态机动时不能正确修正姿态的问题。基于MEMS惯性器件的大气航姿系统跑车试验结果证明,该算法合理可行,具有很好的鲁棒性,可以为高动态运动载体提供准确的姿态/航向信息。     

基于增量反步的复合翼无人机全包线姿态控制

针对某型复合翼无人机强非线性、不确定性和多模态的问题,从不确定性补偿非线性控制方法、跟踪微分器加速度测量和直接切换方法等角度开展全包线飞行控制研究。针对气动参数不确定问题,基于角加速度补偿方法,提出一种基于新型微分跟踪器的增量反步方法(incrementalbacksteppingcontrol,IBKS);为解决多模态特性问题,设计基于策略的直接切换方法,利用控制器参数切换实现复合翼无人机全包线姿态控制;通过不同模态下的仿真选取不同模式下的控制器参数,并联合选取的参数对起飞过程进行仿真。结果表明：所提姿态控制方法在样例复合翼无人机参数摄动30%的情况下,相较于反步法提高了66.8%的俯仰角控制精度,能消除攻角抖振,提升飞行品质。     

高速飞行体无损回收装置的虚拟设计研究

文中以弹道修正或末端制导弹药一类的高速飞行体为对象．研究其试验样机内精密光机电控制器件或微处理部件等在抗高过载实验中，飞行体载体在最大回收减加速度和规定截停距离的限制条件下无损回收的方法问题。在充分分析已有的各种缓冲材料基础上，选取新型的泡沫铝材料为回收介质．采用ANSYS／LS-DYNA有限元分析软件对高速飞行体撞击和侵彻泡沫铝缓冲材料的过程进行了数值仿真分析研究．从而设计出一套密度逐渐增大、多节的回收装置。     

带初始前置角和末端攻击角约束的偏置比例导引律设计以及剩余飞行时间估计

针对导弹飞行过程中受到外部干扰导致前置角变化较大的问题,设计了满足任意初始前置角和末端攻击角度约束的偏置比例导引律,并对该导引律下系统参数的收敛性给出了证明。基于现有分段迭代求解剩余飞行时间的方法进行拓展,解决了现有分段迭代求解方法在前置角等于π/2 rad时存在奇点的问题,并用该改进方法给出了该导引律的剩余飞行时间估计。对提出的导引律和改进的分段迭代求解方法进行仿真,结果表明：该导引律能够满足任意初始前置角和末端攻击角度约束下导弹的脱靶量和末端角度要求,且在飞行末端加速度指令收敛至0;与以往研究结果相比,该导引律在前置角大于π/2 rad时能够实现对导弹的更有效控制;使用改进的分段迭代求解方法对提出的导引律进行剩余飞行时间估计,估计误差小,误差收敛快。仿真结果验证了该偏置比例导引律和剩余飞行时间估算方法的有效性。     

四旋翼飞行器齿轮箱-支臂组件动态特性分析

为提高重载油动四旋翼飞行器的稳定性,研究齿轮箱-支臂组件动态特性并进行结构优化。利用Lanczos特征值求解器,进行齿轮箱-支臂组件模态分析,并通过试验采集组件中心位置的振动加速度值,优化芯轴长径比。采用Runge-Kutta法编程求解组件的动力学方程,揭示组件振动的规律和影响因素。研究结果表明：传动芯轴长径比超过20会产生较大弯曲振动,优化传动芯轴长径比（＜14）可有效改变其固有频率,避开激励频率及倍频;振动加速度随转速增大先增大、后减小,当激励频率与系统固有频率相等时达到最大;通过优化斜支撑的角度提高组件刚度可实现减振。     

BTT导弹航迹跟踪技术

研究了倾斜转弯(BTT)导弹的航迹跟踪系统,外回路采用非线性过载制导指令的方式进行制导,内回路为过载自动驾驶仪.讨论了设计方案和原理,分析了制导控制指令生成方法以及制导指令参数的算法,并与大圆航线跟踪 姿态驾驶仪的方案进行了比较.6DOF弹道仿真结果表明,采用非线性过载制导 过载自动驾驶仪的方案,能够提高导弹跟踪的响应速度,达到良好的跟踪效果,其跟踪精度明显优于大圆航线跟踪 姿态驾驶仪的系统方案.