最小动压约束下的全程轨迹优化设计方法

针对在包括最小动压约束在内的多约束飞行条件下的机动飞行器轨迹优化问题,建立了利用hp自适应伪谱法的飞行器轨迹优化问题求解方法.仿真分析了在无动力飞行时,最小动压约束对各状态变量的影响以及在最小动压约束下,不同分离点参数对飞行轨迹产生的影响.为提高飞行器性能指标,提出一种利用伪谱法的主动段和无动力段全程轨迹联合优化设计方...     

吸气式飞行器爬升段轨迹与速度在线规划及制导律设计

由于吸气式飞行器全程在大气层内飞行,飞行弹道极易受到发动机性能偏差、气动偏差和风干扰等影响,导致爬升段初始条件具有较大的不确定性。针对该问题,将轨迹控制回路与速度控制回路作为2个相互独立的回路进行设计,建立了在线轨迹规划与速度规划和导引模型,并以射程最大化为目标,采用拟牛顿法进行多变量寻优,得到需用最优爬升时间和加速时间。最后以典型工况为例进行数学仿真,验证了该方法的合理性与有效性。     

临近空间飞行器基于气动力热约束的飞行轨迹控制优化研究

采用计算流体力学(CFD)方法获得不同工况下飞行器流场的气动特性。通过对多个工况点下流场热力学状态的分析与对比,给出高超声速飞行器飞行过程中的热流密度、温度场与气动特性的数值分布,并依据这些数据对飞行器的上升段、巡航段和俯冲段进行飞行轨迹的一体化优化设计与总体飞行仿真。     

亚轨道飞行器返回轨迹设计方法

针对亚轨道飞行器返回轨迹设计难点以及当前已有方法和模型的不足,提出了一种亚轨道飞行器返回轨迹设计方法。将返回轨迹分为初始返回段和机动转弯段,在机动转弯过程引入航向角偏差参数,并根据该参数标志的转弯终点对倾侧角进行迭代求解,能够有效处理亚轨道飞行器返回过程大范围机动转弯问题以及返回过程的各类约束,并通过算例验证了方法的可行性。设计方法符合亚轨道飞行器返回轨迹特点,能够满足设计要求。     

舰炮武器系统射击精度仿真模型可信度分析

在研究相关舰船摇摆规律的基础上,分析了舰船摇摆运动对射击初始参数的影响,并结合弹丸自由飞行阶段的动力学特性和舰炮射击精度评价需求建立了舰炮武器系统射击精度分析模型;针对仿真模型的可信度评价指标进行了分析,综合考虑了仿真试验样本与抽样样本之间的相容性指标以及试验抽样样本本身相对于实际抽样过程的可信度指标;针对舰炮武器系统射击偏差的分布特性进行了分析,建立了舰炮射击精度仿真模型的可信度估计模型,实现了利用靶场试验数据对仿真模型的可信度进行估计。     

月面大范围空间机动初步优化

月面大范围机动技术将是未来探索以及开发月球的关键技术之一,月面机动轨迹优化可以显著减少机动过程的燃料消耗。主要针对月面大范围机动轨迹进行初步优化,将整个机动轨迹分为上升段、自由漂浮段、第1次动力减速段、垂直动力着陆段,前面3个飞行阶段是对整个飞行任务的初制导,在达到飞行射程的同时使飞行终端满足垂直着陆段的降落要求,通过垂直着陆段修正初制导误差,使飞行器满足目标点精确着陆要求。首先,建立各个飞行阶段的运动学模型,将前3个飞行阶段作为一个轨迹优化问题,采用遗传优化算法对优化问题进行求解。另外,将垂直动力着陆段轨迹优化问题通过无损凸化和离散的方式转化为一个有限维的二阶锥凸问题,通过凸优化求解器求解以实现在线轨迹优化。仿真结果表明,采用的轨迹优化方法具有较高的任务适应性和鲁棒性,可以适应不同机动任务需求实现高精度垂直动力着陆。     

一种远程亚声速无人飞行器舱内温度控制方法研究

以远程亚声速无人飞行器为研究对象,研究利用空气冷却解决舱内温度控制问题的方法。基于飞行试验实测数据采用集总参数法分析无人飞行器制冷量需求,提出一种适合远程亚声速无人飞行器的温控系统,以典型舱段为例建立模型,仿真和飞行试验结果表明该方法可行。     

初始条件误差对弹道导弹射击精度影响的计算

分析了采用捷联惯性制导的弹道导弹,在发射前和主动段飞行过程中,影响导弹落点精度的初始条件误差源.在此基础上,建立仿真模型,计算初始条件误差对导弹射击精度的影响.     

初始条件误差对弹道导弹射击精度影响的计算

分析了采用捷联惯性制导的弹道导弹，在发射前和主动段飞行过程中，影响导弹落点精度的初始条件误差源。在此基础上，建立仿真模型，计算初始条件误差对导弹射击精度的影响。     

舰炮间瞄射击的辨识修正方法

为克服舰炮对岸射击时有时不能进行射击修正的缺陷,提出了利用舰载观测器材跟踪飞行弹丸坐标,辨识弹道气象参数,求取弹着偏差量的射击修正方法.通过对影响弹丸飞行弹道因素的分析,确定了需辨识的参数和弹道方程组模型,建立了基于非线性最小二乘的弹道辨识算法模型.仿真试验证明了本方法的正确性和可操作性,对于提高舰炮对岸射击精度具有重要作用.     

高炮对空中虚拟静态目标射击精度试验方法

高炮武器系统毁歼概率的计算需要测试连发射击时各发弹丸射击误差的相关性。为满足毁歼概率试验中对射击误差时间特性的测试需求,针对如何测试速射高炮各发弹丸的射击误差相关性的问题,采用真引信实弹对空中虚拟静态点目标射击,用光电经纬仪交汇测量弹道坐标,计算弹道与空中虚拟靶目标的相交坐标及相交时刻,确定射击误差和相关系数,建立了一种高炮对空中静态点射目标射击精度试验方法。在多型高炮试验中的应用表明,该方法可以满足鉴定试验中对射击误差和误差相关性的测试要求,同时提高了试验安全性,降低了试验实施(协调)难度,加快了试验进度。     

基于舰位经纬度坐标舰炮测量距离方向法改进

针对传统测量距离方向法存在舰位偏离实际舰位、射击精度下降的问题,对其进行改进.利用舰位经纬度坐标、航向和雷达测量弹着水柱距离与舷角,计算弹着水柱经纬度坐标,以舰炮发射点为坐标原点,解算弹着水柱相对提前点距离和方向偏差.仿真结果表明:改进后的方法射击精度受海况条件影响小,精度高,射程越远精度优势越明显.     

可移动六自由度并联机构的位姿参数辨识及误差分析

针对可移动的空间六自由度并联机构的位姿辨识问题,通过测量多种位姿状态下运动平台上任意一个测量点的绝对坐标,构建运动学方程组并进行优化求解,实现了未知方位的并联机构位姿参数辨识以及测量点在动系中的坐标辨识,再根据测量点的目标位置,求解出各驱动杆的调整量,从而实现并联机构位姿的运动控制。采用Trust-Region Dogleg优化算法实现了冗余方程的求解,并且通过实验进行了验证。仿真和实验表明,对测量点坐标的辨识精度高于对并联机构自身位置的辨识精度。当并联机构自身运动误差不大于0.02 mm时,运用此方法并联机构在绝对坐标系中的定位误差能够控制在0.3 mm以内。     

基于自适应模糊神经网络系统的射击毁伤评估模型研究

针对炮兵对集群有生力量目标射击的毁伤效果评估问题,提出一种基于自适应模糊神经网络系统（ANFIS）的评估新模型。应用坐标毁伤律仿真计算不同炸点分布时的毁伤效果,形成样本数据,采用ANFIS学习出毁伤因素与毁伤效果之间的映射关系,进而对毁伤效果进行评估。运用该模型对炮兵连射击毁伤效果进行评估的实验结果表明,评估值和实际值之差约在3%左右,充分说明该模型精度高,泛化能力好,具有很强实用性,能有效根据弹群信息进行毁伤评估。     

实战背景条件下舰炮随动系统靶场仿真试验研究

对舰炮随动系统控制信号进行了分析,采用目标现在点坐标作为火控系统射击诸元对舰炮随动系统输入控制信号进行仿真;对负载扰动力矩进行了系统分析,提出了简化的扰动力矩模型,解决了舰炮在射击、摇摆等状态下扰动力矩及转动惯量的模拟问题。该方法以舰炮随动系统作战使用环境为基础,对舰炮随动系统输入端控制信号及输出端负载扰动信号进行了全面仿真、模拟,使仿真试验更接近实战状态,提高了仿真试验的有效性。     

分布式数字化牵引高炮系统的命中概率分析

针对分布式高炮系统数字化改造出现的新变化,研究了数字化改造后高炮系统的命中概率。首先分析了射击误差和目标位置误差,在预测迎弹面的目标投影为圆域假定下,分别给出了牵引高炮系统在不带基线修正的传统平行射向和数字化改造后带基线修正射击体制下的命中概率理论计算公式。理论研究表明：在相同前提下,带基线修正的分布式数字化高炮系统的命中概率优于不带基线修正的传统高炮系统;前者的基线斜距仅对弹丸散布形状有影响,而对整体命中概率影响不显著;且合理的基线斜距相对误差导致的理论命中点偏差,对整体命中概率影响也十分有限。理论分析中的单门高炮一次点射发弹的命中概率通过Monte-Carlo彷真得到。     

近程导弹捷联惯导系统初始对准方法与误差模型

为了解决近程导弹惯导系统在肩扛瞄准过程中的初始对准问题及惯性器件误差对其影响,提出了初始对准方法.该方法是在发射前对扰动加速度进行测量并予以平均并在瞄准试验的基础上建立起来的.通过把比力矢量向一个在惯性空间中稳定的临时平台坐标系中投影,可以建立初始对准过程的数学模型;再经坐标变换和相似变换建立误差分析数学模型,该模型给出了惯性器件的误差分配关系.根据试验数据进行数字仿真,验证了初始对准数学模型的正确性和可行性.     

靶道空间三点法标定与误差分析

为了避免现有激光准直标定系统在激光光斑对准过程中的困难,简化标定系统组成,提高标定效率和标定精度,增强标定系统的场地适应性。利用空间内任意不共线的三点分别在标定坐标系和靶道坐标系下的坐标构造过渡坐标系,得到标定坐标系到靶道坐标系的转换关系。研究标定坐标系下标定点的位置偏差以及靶道坐标系下对应点的测量误差对最终待测点测量误差自协方差的影响,通过雅克比矩阵得到相应的误差模型,导出坐标测量误差均值和方差的表达式。依据向量范数和矩阵范数之间的关系以及Cauchy-Schwarz不等式研究测量误差均值与方差的增益系数的理论上限。通过实弹击发实验,考察三点标定方法的实践效果。研究结果表明：最终测量误差均值向量的模长等于被测点在标定坐标系下均值向量的模长;确定标定坐标系到靶道坐标系转换关系的任意不共线三点之间距离及其包围的面积越大,则测量误差的自协方差增益系数越小;将过渡坐标系原点靠近预计弹道线有利于减小测量误差的自协方差增益系数;取决于测量方法及其误差形式,随着标定坐标系原点远离靶道坐标系原点,与靶道坐标系中三点坐标测量误差相关的被测点测量误差自协方差增益有所不同;基于三点标定方法,使用常见的通用仪器、设备就可以完成标定过程,且经过三点法标定的靶道测量数据质量较高。     

基于椭圆概率误差的落点精度评定方法

制导导弹和炮弹的命中精度是衡量弹道武器等系统性能的一项重要评价指标,其中圆概率误差(Circular Error Probable,CEP)是最常用的落点精度评定方法。由于导航系统的偏差和其他随机因素的影响,实际导弹的落点分布通常沿不同方向不均匀并且方向相关,传统的CEP无法描述落点误差的方向性和相关性。根据落点分布的相关性和非等标准误差特点,提出了一种新的椭圆概率误差(Elliptic Error Probable,EEP)的落点精度评定方法,并给出了精确表达式。该方法利用椭圆的长轴、短轴和旋转角度3个参数描述落点精度,分别建立了沿原始坐标轴的两参数椭圆概率误差模型和沿标准差解耦坐标轴的三参数椭圆概率误差模型。通过仿真对比发现,相比圆概率误差和两参数椭圆概率误差,三参数椭圆概率误差模型面积最小。因此,椭圆概率误差能够更精准地描述导航精度在不同方向的差异及方向相关性,将为预估落点误差的方向性及目标摧毁概率范围提供依据。     

枪托结构对射击精度影响分析

为研究立姿无依托抵肩射击最优的枪托结构对射击精度的影响,提出一种射击精度的仿真与实验对比分析方案。在人枪系统动力学模型基础上,以枪托抵肩面倾斜角度、枪托刚度为设计优化变量,通过协同仿真获取膛口跳角、内弹道随机散布对比曲线;将立靶散布R₅₀的仿真计算结果与试验结果作对比,结果基本一致,误差小于15%。结果表明：采取6°软枪托时,射弹散布有明显的优化,该方案对优化人枪系统中枪械结构和人机工效设计具有指导作用。