基于滑模趋近律的潜空导弹垂直出水姿态控制律设计

文中给出了一种滑模趋近律应用于潜空导弹垂直出水姿态控制的设计方法。首先利用四元数在弹体坐标系下对垂直出水的潜空导弹水下和空中运动建立了统一的运动方程形式,然后在纵向通道利用小扰动线性化状态空间模型,设计了基于滑模趋近律的姿态控制律,最后建立了Simulink六自由度弹道模型并进行了数字仿真。结果表明:基于四元数的水下、水上统一的运动方程形式运行有效,基于滑模趋近律的姿态控制律可实现对潜空导弹垂直出水的有效控制。     

环境因素对潜射巡航导弹水中运动的影响研究

水下弹道是潜射巡航导弹区别于其它巡航导弹而特有的一段弹道,虽然导弹在水中运动时间很短,但却经历了复杂的环境变化,期间主要受到浪、流的影响。文中根据潜射巡航导弹的运动过程及特点,建立了导弹水中运动模型;以波浪平均理论为基础,根据莫里森方程建立了浪、流模型,在Matlab/Simulink环境下仿真计算了不同航向和海况下导弹运动姿态和质心位移的变化情况,结论可为研究潜射巡航导弹水中弹道提供参考和依据。     

基于MATLAB的潜空导弹运载器的水弹道研究

在潜空导弹运载水下六自由度运动模型建立方程的基础上，针对潜空导弹运载器与导弹水面分离后下沉物提出了两种弹道设计方法，并利用Matlab对这两种设计方法进行了仿真与比较。本课题的研究在运载器的弹道设计方面具有实际意义，得出了一些有用的结论。     

水下锚系导弹发射系统运动研究

为研究水下锚系导弹发射系统在海流作用下的运动情况,基于Newton-Euler方法建立了水下导弹发射平台的运动模型；基于Ablow和Schechter方法建立了锚链的运动模型；在此基础上结合锚链运动的边界条件建立了系统的运动模型,并给出了相应的仿真算例.从仿真结果可以看出,通过该运动模型,可以很好的研究系统在海流作用下...     

潜射导弹运载器水下运动轨迹仿真

潜射导弹是以潜艇为发射平台的导弹,具有隐蔽性好、机动性强、对敌攻击突然性大和生命力强的优点。以潜载垂直发射导弹为背景,研究了导弹运载器在水下垂直发射过程中受到的力和力矩载荷,建立了运载器水下运动数学模型,并在此基础上进行了水下运动轨迹仿真及数据分析,根据不同的仿真要素,研究分析了导弹运载器在不同条件下的运动姿态和相应的临界条件。     

潜射导弹运动特性分析与测试

针对潜射导弹水下发射力学环境 ,分析了在给定推力作用下 ,导弹模型水下运动的速度特性以及运动轨迹 ,并就某导弹模型水下推力、运动过载以及弹体结构应变等参数进行了试验测试 ,理论与试验结果取得了较好的一致性 ,对一类潜射导弹的预先研究具有指导意义     

传递对准技术在潜射导弹瞄准中的应用可行性分析

分析潜射导弹水下传递对准的特点,通过解算潜艇六自由度运动方程得到潜艇水下机动的轨迹数据,在潜艇较低强度的机动条件下,进行传递对准仿真,对弹上惯导平台失准角的估计精度能够达到导弹瞄准的要求,表明传递对准技术应用在潜射导弹瞄准中具备可行性。     

潜射导弹垂直发射过程流体动力特性数值模拟

采用数值模拟的方法研究了潜射导弹垂直发射上升过程空泡多相流和流体动力演化规律。基于连续性方程、空化质量输运方程、混合介质RANS方程和标准k-ε湍流模型,结合动网格技术,实现了弹体边界运动与汽水流场的流体—固体耦合问题求解。以此为基础,数值模拟了重力影响下的潜射导弹垂直发射水下运动过程,对比分析了潜射导弹头型对肩空泡和流体动力的影响,并给出了3组重推比下潜射导弹的水下航行弹道。模拟和分析结果表明,局部肩空泡将增加潜射导弹流体动力,通过改变导弹头部线型可以抑制肩部空化、改善导弹的流体动力。     

近距格斗空空导弹三自由度弹道仿真建模

在力矩平衡和导弹无滚转运动假设的基础上,考虑导弹的推力矢量控制力和过载响应特性,采用四元数描述导弹速度方向,建立了包含导弹姿态信息的三自由度弹道仿真模型。仿真结果表明,所建立的三自由度模型可以准确、快速地计算导弹的飞行弹道,同时避免导弹运动方程的奇异问题。     

潜射导弹水下运动过程仿真分析

为保证潜射导弹在不确定的海洋环境中能顺利出水,建立了潜射导弹水下及出水运动数学模型,对冷、热2种发射形式的导弹在无控、PID全程控制、模糊PID分段控制3种状态下的水下运动情况进行了仿真分析.结果表明,低海况下的海浪对导弹的出水姿态影响较小,高海况则不适宜进行导弹发射任务;在不确定的海况影响下,模糊PlD分段控制较PID全程控制更适合对导弹的出水姿态进行控制.     

潜艇导弹水下弹道仿真研究

运用水下仿真技术,对系统采集的数据进行处理研究;建立运载器水下运动的数学模型;研究复杂环境条件对发射瞬间状态、水下弹道、出水姿态的影响;通过仿真技术较准确地预测和分析了运载器水中弹道。     

水下弹射模型弹弹道复现算法

介绍了潜射弹道导弹水下发射技术研究过程中的一些特点,假设了一种水下弹射模型弹运动参数的捷联式测量方法,导出了考虑发射潜艇6自由度运动条件下模型弹的初始运动条件,给出了弹体转动运动微分方程的方向余弦形式、四元数形式的解析解,推导了根据测量参数求模型弹的姿态角、质心坐标和速度的算法.     

基于滑模变结构的导弹制导律设计

为了实现导弹的精确打击,增强导弹的机动性,提出基于滑模变结构的导弹制导律。在设计趋近律时考虑到弹目距离的变化,使得系统状态轨迹快速且收敛到滑模面,并通过饱和函数替代符号函数抑制状态轨迹在达到滑模面时的抖动。仿真结果表明,滑模变结构方法相比于经典的比例导引方法,更能发挥导弹机动性并改善弹道,使导弹运动更加平滑。     

导弹水下潜射过程的流体一固体耦合仿真

导弹潜射是集高速流动、冲击、结构响应于一体的流体一固体一气体三态非线性耦合复杂过程，是决定潜射导弹发射成败的关键环节。本文应用LS-DYNA显式程序建立了三种包含水体、空气、导弹、发射井和筒盖的多物质耦合ALE网格模型，使用罚函数流体一固体耦合方法对导弹水下无攻角潜射过程进行了数值模拟，给出了弹体质心的轴向加速度、轴向流体阻力及阻力系数、空泡区压力分布。仿真结果表明，模型2的仿真过程与实际导弹潜射过程最为相符。同时总结介绍了LS-DYNA程序中流体～固体耦合计算的相关设定原则和方法。本文可为潜射导弹的水动力载荷设计和数值仿真提供有益的参考。     

弹道导弹主动段样条滤波算法

对弹道导弹主动段进行跟踪是弹道导弹主动段防御中极其重要的任务,它是制导拦截的基础。针对传统方法在弹道导弹主动段跟踪能力不足,建立了弹道导弹主动段样条滤波算法。该滤波算法首先用样条函数建立了主动段运动模型,其次在此基础上将运动状态进行了解耦,建立了状态方程,最后基于解耦模型,应用Kalman滤波进行了状态估计,并且在估计中设计了模型更新方法,使算法具有很好的机动跟踪性能。仿真实验证明,该跟踪算法估计精度高于其它算法。     

水下自主导航机器人系统

在水下机器人被广泛应用的背景下,能够实现水下自主导航的机器人具有极高的应用价值。为了打破水下机器人运行需要人为干预的瓶颈,更好地发挥小型机器人水下的灵活性,设计并制作了一种可自主导航的水下机器人系统。该系统机械上采用Pro/E作为三维造型软件,用快速成型设计并制造了水下机器人的主体;硬件上使用摄像头采集数据,并使用红外测距模块及电子罗盘模块实现定位功能;嵌入式软件层将传感器数据进行采集后,对数据进行相应的图像识别和处理,最终识别障碍物并做出相应动作;同时,数据和视频流可通过无线模块传送到上位机,上位机将数据接收后进行相应显示,并可直接显示视频流,方便调试的同时也可对水下环境进行实时监控。该系统实现了自主的水底避障、探测,以及自行返回出发点的完整功能,对于水下探测活动具有一定的实用价值。     

水下步枪气体调节器的运动规律

针对自动步枪在水下射击时活塞运动产生冲击力的问题,对活塞运动规律进行研究.分别建立水下射击时弹丸活塞运动模型和水流对活塞冲击速度的计算模型,对活塞的运动条件进行分析,确定在子弹的推动下水流速度的大小.研究结果表明:对于5.8 mm水陆两栖步枪,当弹丸运动至导气位置的速度大于360.25 m/s时,活塞才会发生运动,该研究可用于水下射击条件下气动步枪自动机的动态分析.     

地空导弹发射动力学建模与仿真研究

针对采用地面滑轨倾斜发射方式的导弹,根据发射模型的特点,建立发射动力学模型,推导其离轨发射运动方程组,对"一"字型滑轨与"品"字型滑轨,分别取不同的导轨长度和发射倾角进行仿真计算,得到导弹离轨运动参数和离轨运动规律,结果表明,导弹的离轨运动特性与滑轨长度和发射倾角有关,此外,对于"一"字型滑轨,还须考虑导弹离轨时的下沉问题。