动力陀螺式导引头跟踪能力分析

动力陀螺式导引头（下文中简称导引头）的跟踪能力是影响制导精度的主要因素之一。为分析导引头跟踪能力,定义了导引头跟踪能力性能指标。通过建立导引头的耦合动力学模型,对稳像及跟踪能力的传递函数及动力学模型稳定性进行解析和频域分析。从动力学稳定性的角度得出了限制导引头跟踪能力的根本原因。通过对比导引头半实物仿真与数学仿真结果,验证了动力学模型的精确性。为减小稳态失调角,提高导引头的跟踪能力,提出了PI校正,仿真分析发现通过调整比例积分系数可以达到减小失调角并且不降低其他性能指标的目的。进一步探讨了在导引头失调角为0时目标视线角速度信息的提取方法。此文可以为导引头动力学及控制系统设计提供指导。     

动力陀螺式激光导引头的动力学建模与仿真

在动力陀螺式激光导引头中,驱动装置和动力陀螺相联系的动力学特性对导引头光轴能否达到预期的运动影响很大。基于该型导引头位标器结构配置和工作原理,采用光电稳定机构运动学理论及空间坐标变换的方法,建立了以位标器光轴方位、俯仰框架角与角速度为状态变量的动力学模型,经仿真计算得到了不同弹体扰动和电磁控制输入下导引头光轴的角速度变化和耦合力矩变化曲线,分析结果符合导引头光轴的实际运动规律,为导引头陀螺伺服系统的设计与导引头半实物仿真试验结果的分析提供了模型支持。     

激光仿真导引头陀螺稳定控制的研究

分析和研究了某激光仿真导引头陀螺稳定系统的结构、特点、作用及其进动原理。分析和讨论了陀螺转子所受的各种力矩。在理论分析的基础上,根据陀螺技术方程建立了陀螺运动的数学模型以及Matlab仿真框图。利用Matlab仿真软件对陀螺运动进行了多种条件下的仿真。通过讨论和分析不同条件下的仿真结果,得到了一些关于此导引头陀螺控制的重要结论。     

速率陀螺在船载地平式电视跟踪仪视轴稳定中的应用

利用速率陀螺稳定运动基座上的测量系统是目前常采用的一种方法.不同安装方式的速率陀螺,其敏感轴上测到的角速度不同,从而决定了获取基座运动对测量系统的速度扰动量的计算方法.结合速率陀螺在船载地平式电视跟踪仪上的应用,归纳了速率陀螺的几种安装方式,并在实用中达到了预期的稳定效果.     

速率陀螺稳定电视导引头平台数字控制器设计

采用连续校正网络的等效数字控制器设计方法设计数字校正网络,并选用高速数字信号处理器（DSP）构成稳定回路的数字控制系统。用MATLAB软件对系统进行计算机仿真,仿真结果表明,所设计的数字控制系统能够满足指标要求,从而证明这种设计方法的可行性。     

雷达导引头伺服系统关键技术分析

本文讨论雷达导引头伺服系统的工程实现，通过理论分析证明必须采用速率陀螺代替地面雷达伺服设计中常用的测速电机实现速度反馈环；讨论天线伺服系统的准最优控制技术以及速率陀螺在方位、俯仰通道间的互耦影响，最后讨论伺服系统指标的确立。     

速率陀螺式稳定平台陀螺解耦的一种算法

速率陀螺式稳定平台由于框架结构在加工和装配过程中的误差,会造成陀螺彼此耦合,从而给输出视线角速度带来误差。给出了二自由度速率陀螺式稳定平台陀螺解耦的一种算法,该算法可以将处理器采集到的陀螺数据直接进行解耦计算,获取视线角速度。     

滚-仰式导引头跟踪原理

研究适用于近距格斗空空导弹的滚-仰式导引头跟踪原理。根据导引头探测器上目标的位置信息,导引头稳定平台状态及导引头与弹体间的相对运动关系,导出了导引头跟踪框架角误差信号的数学模型,以实现导引头的闭环控制。然后结合导引头的控制特点,完成了导引头控制系统的设计。结合工程实际应用,研究了导引头跟踪框架角误差简化公式的适用性,研究表明,简化公式和精确公式给控制系统性能带来的主要差别在于由简化公式得到的俯仰通道控制系统较精确公式得到的俯仰通道控制系统稍慢。其造成的影响可以通过俯仰通道与滚转通道带宽比的优化设计来补偿。分析表明,实际应用中可以采用简化公式求导引头跟踪框架角增量,实现导引头的闭环控制。     

动力陀螺式激光导引头数学建模及关键算法研究

以“红土地”国产化导引头为例,详细介绍了动力陀螺式激光导引头的结构组成、工作流程和跟踪原理,并阐述了激光导引头数学模型及建模过程。针对其动力陀螺稳定平台特性,研究了其在火箭弹、空地导弹、航空炸弹等平台的应用。针对采用倾斜稳定三通道控制的非旋转弹提出的导引头输出斜率补偿算法,可有效降低导引头输出斜率散布;针对采用双通道控制的旋转弹提出的导引头转速自适应算法,在弹体转速0～10 r/s范围内实现了动力陀螺稳定平台式激光导引头的自适应工作。斜率补偿和转速自适应两种算法均已通过仿真试验考核以及地面联试与飞行试验验证,实现了工程应用。     

光电导引头陀螺稳定平台速度环伺服控制系统设计

设计一种基于TMS320LF2407DSP器件的数字化高精度光电导引头陀螺稳定平台伺服控制系统。该伺服控制系统具有精度高、集成度高、可靠性好的特性。     

导引头伺服机构的控制系统分析与设计

针对导引头伺服装置的特点,推导了装置在搜索和跟踪工作模式下的输入输出特性,并重点分析了在这两种工作模式下,装置指令跟踪性能和扰动隔离性能之间的差异,指出了传统的只考虑陀螺稳定回路的系统隔离度指标确定与测试方法的局限性,同时提出了采用位置回路补偿陀螺随机漂移误差的方法。该研究为导引头伺服装置,以及其相关光电稳定跟踪装置的陀螺选型、控制系统设计及性能指标测试提供了参考和理论依据。     

防空导弹导引头建模与仿真

防空导弹的系统建模仿真是防空武器系统研制的重要手段。以脉冲多普勒雷达（PD）导引头为例,建立了雷达导引头接收信号模型,详细介绍了雷达导引头速度跟踪和角度跟踪的方法,并根据PD雷达导引头的制导方式,对典型场景下导弹攻击目标的全过程进行了动态仿真。仿真验证了系统模型的有效性。     

在高精度要求下的激光导引头改进设计探究

本文介绍了激光半主动导引头的发展现状及其应用的前景,提出了采用双四象限探测器提取目标信号的方法,以及平台式稳定跟踪目标的导引头结构组成方案,并且讨论了激光半主动导引头在激光制导系统中的应用问题。由于导引头采用平台式稳定跟踪方案,加之激光的单色性好,光束发散角小,导引头抗自然干扰和人工干扰能力强,导引头精度大大提高,使得激光半主动导引头在制导武器中得到广泛的应用。     

激光捷联导引头半实物仿真合成视线法研究

在分析激光制导半实物仿真系统特点的基础上,结合激光捷联导引头的工作原理,提出了一套基于合成视线的半实物仿真系统视线模拟方法。一方面,基于漫反射屏和三轴转台的激光制导半实物仿真系统架构建立了合成视线仿真模型,并在分析安装误差对合成视线仿真精度影响的基础上设计了合成视线仿真误差修正算法;另一方面,对合成视线仿真模型和误差修正算法进行了仿真计算。仿真结果表明,该方法在工程应用上是可行的,对提高激光制导半实物仿真系统对捷联导引头的测试和仿真能力有重要意义。     

导引头稳定系统隔离度研究

针对导引头稳定系统的扰动隔离度问题进行了深入研究,介绍了扰动隔离度的概念及相关数学模型,讨论了影响隔离度的各种因素,分析了弹体扰动作用的本质和摩擦力矩的关系,最后就探测器处理延迟对扰动隔离度的影响进行了全面的分析研究,并提出了一种基于Smith预估器的延迟影响补偿控制方案,通过仿真说明了该方法的有效性。     

激光半主动导引头光学系统设计与分析

激光半主动导引头作为一种精确制导的方式,已经在实战中得到广泛的应用。导引头通过对探测器上获取的激光信号进行数据处理以获取目标的位置信息,因此导引头获取激光光斑的能力将会直接影响导引头跟踪目标的性能。本文基于单四象限探测器的工作原理,根据导引头的设计指标,对光学系统的焦距及获取光斑的大小进行分析,应用ZEMAX软件对光学系统进行设计和优化。并从光斑大小、系统畸变和光斑能量分布均匀性等角度对光学系统的性能进行评价。根据评价结果可知该光学系统满足设计要求,获取的光斑质量较好。     

激光陀螺信号检测系统的理论与实验研究

本文研制了一种新型的、低噪声、大动态范围的激光陀螺信号检测系统。通过引入数学机械化的方法,我们采用近些年提出的旨在统一求解一大类非线性问题的理论方法-分解法对系统模型进行了分析,并给予实验验证。理论分析和实验结果表明:该检测系统完全能满足陀螺的应用要求。     

误差功率谱系数加权法在半捷联制导信息提取中的应用

为了解决半捷联成像导引头视线角速率直接提取噪声大的问题,首先分析了半捷联导引头视线角速率随机噪声的来源,建立半捷联稳定跟踪控制回路的模型,推导出各种误差与输出之间的传递特性。在主要的随机误差源统计分析的基础上,得出主要噪声的功率谱响应,依据功率谱响应对半捷联视线角速率各构成部分进行加权得出加权视线角速率。为了验证加权视线角速率的有效性,在制导回路中进行分析仿真,结果表明:加权方法能够有效抑制导引头测量信息的噪声。以半实物的方式实现半捷联电视导引头,在电视导引头完成双闭环后进行扰动隔离及跟踪靶标,将加权视线角速率提取方法提取制导信息与直接提取方法进行比较,实验结果表明,加权提取方法的视线角速率噪声均方差为0.098 ()/s,比直接合成噪声降低了46%。综上所述,加权方法可以很好地改善半捷联视线角速率噪声大的问题。     

高重频激光对激光导引头的干扰机理研究

高重频激光对导引头的干扰涉及到导引头内部自动增益控制(AGC)电路、脉冲展宽电路及信息处理组件等多个部分,频率、能量等因素对不同电路的干扰效果相互影响、叠加,导致对干扰效果的评估复杂。为确定不同影响因素的干扰效果,研究了激光导引头内部电路对激光信号的处理过程,从信号处理的角度分析了高重频激光对激光导引头的干扰机理与干扰效果,并进行了定性验证实验。结果表明,在干扰激光能够进入导引头波门的前提下,高重频激光能量是影响高重频激光对AGC电路及脉冲展宽电路干扰效果的主要因素;在干扰激光能量达到导引头接收阈值的前提下,重复频率是影响高重频激光对信息处理组件干扰效果的主要因素;定性实验在一定程度上验证了机理分析的正确性。     

激光干扰点源红外跟踪系统敏感参数研究

理论分析了激光干扰调制盘型点源跟踪系统敏感参数。根据理论分析结果:结合近场和外场到达点源跟踪系统处目标、干扰激光辐射功率密度等效原则,设计和进行了不同激光功率、外调制频率、外调制占空比和重复频率下激光干扰点源跟踪系统光学锁定断开近场模拟实验。理论分析和实验结果均表明:干扰激光功率、外调制频率和外调制占空比是实现调制盘型点源跟踪系统光学锁定断开的关键参数;干扰激光重复频率与调制盘载频没有严格对应关系,干扰激光重复频率和占空比应满足激光器最佳工作状态,以提高干扰激光功率。本文对小功率激光干扰系统设计研制和试验开展具有重要参考意义。