红外成像导引头虚拟样机设计与仿真系统

虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法,它是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法;利用虚拟样机可代替物理样机对产品进行创新设计、测试和评估;红外成像导引头涉及光、机、电、控制等多种技术专业范围,虚拟样机设计平台为红外成像导引头设计及仿真提供了虚拟样机环境,可以缩短导引头的开发周期,降低设计成本和风险;主要介绍了红外成像导引头虚拟样机设计与仿真系统的组成、功能,工作原理,并对基于虚拟样机设计与仿真系统的红外成像导引头研制流程进行了探讨;将虚拟样机设计与仿真系统应用于红外成像导引头的研制,可大大缩短其研制周期、降低研制成本.     

多源信息融合的引制一体化技术研究

制导引信一体化技术是引信技术的一个新发展方向,为了提高对空中机动辐射源目标的毁伤效果,采用末段制导与引战配合一体化技术,充分利用导引头、惯导和引信本身提供的导弹与目标信息,在末端制导过程中根据目标与导弹的相对运动信息进行实时弹目交会情况预测,结合给定的目标几何特征信息,实现了最佳起爆时机、起爆方向、目标杀伤概率等系统建模,最后通过仿真计算并验证了起爆控制算法的有效性,可进一步提高防空导弹引战配合效率和武器系统的作战效能,具有重要的军事应用价值.     

导引头仿真测试一体化设计方法与研究

导引头仿真与测试是导引头研制和生产过程中的关键技术验证手段和操作流程.传统的导引头仿真和测试是两个比较独立的系统,由于缺乏必要的系统集成,仿真与测试不利于及时高效地迭代分析.为了降低成本、提高设备利用率,提出了一种仿真测试一体化设计方案.该方案按照功能集成化设计思路,以LabVIEW RT为运行环境,在RT-LAB实时仿真平台基础上建立了一个包含测试环境设定、转台运动控制等功能的仿真测试系统,实现了导引头数字仿真、半实物仿真以及导引头性能测试等功能.经过实践验证:该仿真测试一体化系统配合良好、操作方便、扩展性好,能够进行导引系统快速反复设计、逐步优化和调整.     

基于自抗扰技术的红外成像导引头控制器设计

研究导弹的红外精确制导问题.红外成像导引头具有抗干扰能力强、制导精度高、全天时工作以及可进行自动目标识别等特点.由于弹体的姿态扰动会造成红外成像导引头成像模糊,为隔离弹体姿态扰动对成像的影响,加强稳定性控制,提出采用自抗扰控制技术设计红外成像导引头稳定回路控制器.首先,在完成红外成像导引头稳定回路数学建模的基础上,采用扩张状态观测器对受扰后对象的状态和干扰进行估计.然后,采用非线性状态反馈,并对估计的干扰进行补偿,从而实现对指令的精确跟踪,并通过红外成像导引头稳定回路的仿真证明了所设计的自抗扰控制器具有很强的隔离姿态扰动的能力,表明设计方法有效性.     

红外成像导引头的小机动目标状态估计器设计

研究机动目标优化控制问题,针对红外导引头的情况,设计了目标状态估计器。在提高制导精度的前提下,采用适于小机动目标的singer统计模型对目标机动建模。由于目标状态模型是线性的,测量模型是非线性的情况,使用修正增益推广Kalman滤波,减少了非线性误差。对测量噪声方差进行在线估计,实现了自适应滤波,提高了估计精度。在目标小机动情况下,对所设计的估计器进行仿真,结果表明,误差收敛速度快,且精度较高。证明目标状态估计器适于只测视线角速度的导弹拦截小机动目标。     

红外成像导引头随动系统建模及仿真

目前红外成像制导武器的随动系统均采用单通道双环（速度环、位置环）结构,对结构虽简单可靠,但也影响了随动系统的响应速度和导弹的跟踪性能,为分析论证成像导引头随动系统采用单通道三环控制的可行性及优越性,建立了单通道三环（电流环、速度环、位置环）控制的随动系统模型,对单通道三环和单通道双环两种模型的时域性能进行了仿真研究,仿真结果表明单通道三环模型与双环模型在稳态误差相同的情况下,前者的动态性能更好,意味着采用单通道三环的成像导引头随动系统会有更快的响应速度。通过分析和建模为成像导引头实现单通道三环嵌套随动系统工程化提供了理论支持。     

一种微带双模带通滤波器的设计

提出一种新型的双模微带贴片带通滤波器,利用方形微带谐振器的简并主模来实现双模结构。通过一定的微扰和馈电方式来激励起这对简并模并使之相互耦合以实现通带。研究表明利用这种结构设计滤波器,与传统的设计相比其尺寸会减小。这种滤波器结构紧凑简单且有很好的性能,被广泛应用于微波射频电路。     

反馈控制采集的双模式折反射全景成像处理系统

为解决折反射全景成像系统中的采样分辨率与帧速之间的矛盾,通过反馈控制图像传感器的参数配置,设计并实现了一个全局与局部双模式的全景成像处理系统.在全局模式下,为保证采集帧速率,使用行列跳跃模式采集完整的环状全向图,并将其展开为包含360°全局信息的柱面全景图像;在局部模式下,根据感兴趣区域的空间位置设置采样窗口大小及位置,以逐像素采样模式只采集全向图中相应的一块矩形区域,并将其展开为对应视线方向上高清晰度的局部透视图;最后给出了DSP+FPGA结构的系统硬件设计方案.实验结果表明了该系统设计的科学性及实用性.     

红外成像导引头抗干扰性能评估仿真研究

针对日益复杂的战场对抗环境,导引头抗干扰能力已成为非常重要的指标,红外成像制导武器因具有高命中率、高效费比及强抗干扰能力而广泛应用。随着红外成像导引头识别跟踪算法的蓬勃发展,红外成像导引头的抗干扰能力已经不能简单以武器打击精度为单一的评估手段,文中提出了一种基于目标识别、图像特征、跟踪精度的红外成像导引头抗干扰能力评估体系,通过构建仿真对抗场景,对红外成像导引头抗干扰性能进行仿真,仿真结果验证了该方法的合理性和有效性。     

基于PXI总线的某红外成像导引头便携式测控系统设计

某红外成像导引头在多种试验场合需要对其进行功能和性能测试,现阶段导引头研制过程中配备的测试设备,已逐渐难以满足通用化、轻小型化和高机动性的要求;因此,针对导引头多种试验环境下的测试需求,综合考虑可靠性和经济性等因素,研制了一套基于PXI总线的便携式导引头测控系统,该测控系统具有重量轻、体积小、组装快速等特点,大大提高测试效率;阐述了其系统组成及工作原理,详细介绍了硬件选型及自研LVDS板卡设计、测控系统软件架构设计及测试流程设计;实际应用结果表明：测控系统既满足导引头测试设备测试性、稳定性、可扩展性等总体要求,同时满足转运方便、展开快速、环境适用性等要求。     

基于SQP算法的SAR成像导引头三维弹道优化

弹载SAR平台轨迹的设计是研究弹载SAR成像算法的前提。为了在满足SAR成像条件的同时降低导弹打击时间,需要对SAR成像导引头的弹道进行优化。该问题属于非线性最优控制问题,本文采用序列二次规划(SQP)优化算法进行求解。首先以波束驻留时间最小为指标函数,导弹俯仰、偏航加速度为优化变量,建立了SAR成像导引头三维弹道优化模型,模型的约束包括SAR成像约束、过载约束和导弹飞行高度约束。然后,将原最优控制问题进行参数化,转换成非线性规划问题,利用SQP算法进行求解。参数化时,离散节点越多,得到的非线性规划问题规模越大,求解速度就越慢。仿真结果表明,SQP算法能够有效解决SAR成像导引头三维弹道优化问题,得到的解满足模型约束。     

LabWindows/CVI在导引头地面测控设备中的应用

针对某型导引头挂飞试验实现导引头控制及实时性高的需求,设计了一种基于LabWindows/CVI软件开发平台的挂飞控制箱系统;该挂飞控制箱通过RS422串口与导引头相连,能够实现导引头控制、状态显示、GPS信息接收处理、试验数据存储等功能;挂飞控制箱采用VXI总线和LabWindows/CVI软件平台进行设计,硬件集成度较高,软件运用LabWindows/CVI开发平台自带的多线程技术,将串口通讯等周期性任务与数据处理、存储、显示等任务从时间上分开,提高了CPU工作效率,满足系统实时性要求;试验结果表明,该挂飞控制箱系统工作稳定,与导引头通讯可靠,实时性较高,试验数据完整且满足总体要求。     

基于DSP的弹载导引头软件设计与实现

为满足弹载计算机对导引头软件的实时性要求和实现红外导引头的自主寻的跟踪功能,基于主从DSP的硬件架构完成了红外导引头软件的设计与实现;其中,ADSP2187N为从DSP,负责接收外部输入并形成目标识别所需的各类信号;TMS320C6414为主DSP,负责接收ADSP2187N发送的信号,并完成目标检测、识别、跟踪等功能;串行加载软件完成导引头软件的自动加载运行及后续升级;半实物仿真试验中,导弹稳定跟踪并命中目标,试验结果表明导引头软件各模块工作正常,满足了系统的功能和性能要求。     

GPS/Galileo双模接收机定位精度分析与仿真测试研究

多模卫星导航接收机比单一的卫星导航接收机在可用性和DOP值都有极大改善,但同时双系统之间的互干扰使接收信号的信噪比降低。本文对多模接收机定位精度的改善程度进行了定量分析,并进行了仿真测试验证,研究结果表明:相比单一导航模式,GPS/Galileo双模组合会造成期望信号的载噪比下降,测距误差增大,但它与DOP值的改善定位精度相比影响很小,因此,多模式工作方式下导航接收机的定位精度会有很大提高。