潜射导弹运载器的水弹道控制及近水面航行的稳定性分析

文中在介绍导弹运载器水下六自由度运动模型建立方法的基础上,利用Matlab对运载器在大深度发射情况下的控制方案及水中运行弹道进行了数学仿真研究,同时利用Simulink模块对运载器近水面航行的稳定性进行了分析,并给出仿真结果.     

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。     

运载器速度控制方案在水下发射导弹中的应用

利用速度控制方案,对运载器在水中运动的控制时序进行了研究和设计,并在此控制时序下,对运载器在有海浪影响下的水弹道进行了数学仿真计算.文中最后将计算结果与试验数据进行了比较分析,得到了满意的结果.     

潜射捕鲸叉导弹运载器的技术特性

对潜射型捕鲸叉导弹的运我器的水弹道、水面分离弹道和结构成型关键技术进行了全面深入的剖析,并仿真推算了运载器与导弹水面动态自推力分离性能,分析结果对水下运我器的设计与研究具有工程参考价值。     

导弹水下垂直发射的弹道研究

针对导弹水下垂直发射时的水中弹道进行了数学仿真研究，计算讨论了艇速对导弹水中运行弹道的影响。在水弹道研究的基础上，对导弹与运载器水面分离弹道也进行了数值计算研究，并进行了水洞模型实验和水弹道模型实验。数学仿真结果与模型水弹道实验数据进行了比较,计算结果与实验结果相符。     

大水深垂直发射航行器水弹道稳定性分析

为使航行器在水下运动姿态及轨迹不偏离理论弹道,对大水深自浮式垂直发射航行器弹道稳定性进行研究。结合水下发射航行器运动稳定性理论分析方法,对其进行稳定性数值仿真分析,针对浮力项在航行器自浮式垂直发射过程中对弹道稳定性所起的作用,研究航行器浮心位置对水弹道稳定性的影响。结果表明：对于静不稳定的航行器,浮心位置设计必须在质心前,并满足浮力矩可以抵抗定常流体力矩干扰才能满足航行器的稳定性要求。该研究为航行器流体结构布局设计和水弹道稳定性设计奠定了基础。     

无鳍舵无动力水下运载器发射潜空导弹仿真研究

针对鳍舵式无动力运载器系统结构复杂、水动力环境复杂及水下弹道控制复杂等问题,提出一种无鳍舵水下运载器发射模型。该运载器具有长圆柱体外形、无鳍舵控制、鱼雷管水平发射的特点,运载器由浮力推动上升,浮力和重力构成的恢复力矩可调整运载器出水姿态,具有系统结构简单、水动力环境简单、水下弹道控制简单等优点。利用Matlab的Simulink仿真平台对其进行验证,仿真结果表明,运载器水下运行轨迹符合理论预期,出水速度和姿态满足潜空导弹水面发射要求。     

水下超空泡航行器巡航段稳定控制

为研究水下超空泡航行器巡航段稳定控制,保证弹道的可靠性,提出了对超空泡航行器的纵平面、水平面和横滚进行稳定控制.从超空泡航行器流体动力产生的机理出发,提出了一种适应于稳定控制的流体动力布局,建立了航行器空间运动模型,采用空化器首舵对航行器巡航段进行控制,利用极限操舵的控制模式降低了三通道之间的耦合.针对超空泡航行器稳定控制进行了系统动态特性仿真.仿真结果表明弹道航向稳定、深度偏差小、横滚振荡幅度可控;航行器运动参数可迅速达到期望值,过滤过程和稳定性满足系统要求,鲁棒性强.     

潜射导弹运载器空中热分离建模与仿真

针对潜射导弹垂直发射运载器空中热分离问题,建立了轴向弹射分离模型和弹器联合体空中运动数学模型,以内弹道计算为切入点,对内外弹道进行耦合求解。基于燃气节流孔直径不同的3种分离方案,仿真研究了弹器空中分离运动特性,确定了导弹最终运动状态和最佳分离方案。该仿真结果可作为导弹进入气动飞行控制模式初始条件,为潜射导弹全弹道规划提供重要依据。     

基于MATLAB/Simulink的潜射导弹运载器水弹道仿真

基于MATLAB／Simulink模块化仿真方法，建立了潜射导弹运载器水弹道的仿真模型，开发了仿真软件。模型与软件适用于不同发射条件与复杂力学环境下各种运载器的水弹道预报、设计与仿真研究。对某型潜射导弹运载器进行了水弹道设计与仿真，并进行了海试验证。两者结果进行的比较表明，水弹道的设计是成功的，仿真精度满足工程应用要求。     

姿控导弹非线性稳定性的分叉分析

应用分叉理论研究了某姿控导弹非线性动力学系统的全局稳定性,给出了导弹动力学系统的数学模型,对导弹开环和闭环纵向稳定性进行了计算分析.沿某典型弹道对该导弹的全局非线性稳定性进行了分析和评估,给出了导弹能够稳定飞行的指令范围和平衡点及其稳定性随姿控指令的变化.研究结果表明,导弹闭环系统的稳定性是令人满意的,但在低空姿态角对舵偏角过于敏感,可能导致飞行中出现小幅振荡现象.     

无人机机载导弹分离轨迹的数值仿真

载机发射导弹时,对导弹流场有复杂干扰,进而影响导弹在发射初始阶段的姿态和运动轨迹.为模拟导弹从载机分离后的气动特性和相对运动,文中应用CFD商用软件CFD-FASTRAN,采用动态嵌套网格技术,基于Euler方程并耦合该软件的刚体六自由度(6-DOF)运动模块求解导弹发射时的非定常流场及运动轨迹.分析挂架弹射力和载机迎角变化对分离过程运动参数的影响,发现挂架弹射力仅是加快了导弹的运动,而迎角的变化对导弹运动参数有较大影响,研究结果对飞机上如何布置外挂导弹具有参考价值.     

变质心控制高速滑翔弹动力学与控制律研究

为研究变质心控制高速滑翔弹在下滑弹道上的动力学建模与弹道跟踪控制问题,基于Lagrange分析力学建立了滑翔弹在下滑纵向平面上的动力学方程,并将其转化为标准状态方程.在标准下滑弹道的某配平点上作小扰动线性化,然后根据LQR理论设计了飞行控制律.控制律通过沿弹头纵轴移动的滑块实现,可避免空气舵在高速飞行条件下的气动热烧蚀等问题.数值仿真表明,滑块具有强大的控制能力,只需在较小范围内移动即可有效控制弹头精准跟踪标准下滑弹道,验证了本文方法的有效性和可行性.     

无控火箭弹弹道失稳机理研究

针对先进空空导弹研制中出现的无控火箭弹弹道失稳问题进行了分析,建立了火箭弹弹体纵向、横向及二者交叉耦合的数学模型,开展了共振现象的数字仿真,对火箭弹弹道失稳的机理进行了探讨研究。结果表明,火箭弹弹道失稳的根本原因是先进空空导弹降低静稳定度后弹体纵横向运动耦合发生了共振。在分析先进空空导弹技术特点的基础上,结合数字仿真研究和工程实践,提出了保证无控火箭弹飞行稳定的主动控制措施和被动控制措施,经飞行试验验证了措施有效。同时指出,在有控弹上不存在类似的弹道失稳问题。     

空间拦截弹道优化研究

为验证利用地基导弹进行空间拦截的可行性,对空间拦截弹道优化问题进行了描述.根据固体火箭弹道设计方法,分析了弹道的影响因素,提出基于正交设计的搜索算法,给出了详细的算法流程,介绍了搜索方向的正交设计方式和搜索过程.用该模型对某一参考弹进行了仿真计算,计算结果表明,只要弹道参数设计合适,参考弹完全可以将100 kg有效载荷送入近地轨道,满足空间拦截作战要求.     

基于二阶平滑的巡航导弹航路跟踪控制

针对巡航导弹航路的精确跟踪控制问题,采用对称极多项式曲线对初始折线航路进行平滑,并基于反馈线性化方法和最优控制理论设计了轨迹跟踪控制器。基于“提前转弯式”的航路平滑思想,用对称极多项式曲线航路替换存在夹角的相邻航路段的部分航路,实现飞行航路的二阶平滑过渡; 采用基于“虚拟目标”的航路跟踪方法建立了巡航导弹轨迹跟踪误差状态方程,并采用线性二次最优控制理论设计了轨迹跟踪控制器。仿真结果表明,基于对称极多项式曲线的平滑航路曲率连续,且满足导弹机动性能约束,能够有效减小航路跟踪误差,实现巡航导弹的精确航路跟踪。     

导弹水面热分离性能建模与计算

根据战术导弹与运载器水面动态热分离过程特点,建立了导弹与运载器分离载荷和分离弹道工程计算模型,编制了相应计算机解算程序。针对一种水面热分离战术导弹,计算其与运载器的水面动态分离性能,计算值与相关结果符合较好。分离性能工程模拟计算快捷方便,可为水面导弹分离系统的设计和改进提供一定理论指导。     

Ballistic Model and Simulation of a Light Anti-tank Missile Replication Hitting on Top of Tank at Terminal Trajectory

Puts forward a design project of light anti-tank missile controlled by gesture replication at the terminal trajectory, and it can hit the top of tank. The paper studies the closed-loop control rigid ballistic model and simulation for the straight and fleeting flight and terminal replication trajectory for both fixed and moving targets. Simulation results show the program to be practicable.     

iSIGHT在运载器出水弹道优化设计中的应用

在无动力潜射导弹运载器大深度发射出水弹道设计中,由于设计参数众多,约束条件复杂,手工进行时序弹道控制方案设计与调优是一件十分繁琐的工作,需要很多的经验与技巧,且不能保证获得最优控制方案。该文采用多学科集成优化设计软件iSIGHT对出水弹道控制方案优化设计进行了建模与研究,不仅实现了设计过程的自动化,提高了设计效率,而且获得了性能优化的出水弹道控制方案,为运载器出水弹道性能的改进设计提供参考。