基于制导链路的导弹干扰动态对抗仿真研究

随着计算机仿真技术的发展,系统仿真成为评估导弹武器作战性能的重要手段。以导弹中制导阶段制导受电子干扰的情况为主要研究对象,建立干扰信号功率的数学模型,阐述基于制导链路的动态对抗仿真实现方法。组成一套完整的导弹抗干扰动态仿真系统,为评估导弹受电子干扰的作战效果提供技术基础和实现途径。     

导弹抗干扰仿真系统设计与实现

由于目前导弹抗干扰性能缺乏有效评估手段和对抗仿真平台,为了研究导弹在中制导阶段受电子干扰的作战性能,解决导弹全程动态仿真和系统扩展等问题,提出建立高层体系结构(High Level Architecture,HLA)的三方对抗仿真系统。采用仿真进程管理软件控制系统仿真进程,建立干扰效果计算模型,计算中制导阶段受到敌方电子干扰的影响,实时仿真导弹飞行弹道,并可以通过三维视景软件实时显示整个对抗过程。建立的系统实现了导弹全程的动态仿真,经实验证明,可以有效地评估导弹在电子干扰下作战性能,具有较好的可扩展性。     

基于ARM处理器的舵机半实物仿真系统的实现

导弹舵机是导弹制导与控制系统的执行机构环节,其半实物仿真系统亦是实现导弹制导与拧制系统半实物仿真验证平台中的关键环节;文中针对某型导弹舵机的动态特性与控制参数,设计一种基于ARM微处理器的舵机半实物仿真系统的实现方法;首先使用simulink工具箱对对导弹舵机的模拟系统进行数学建模以及相关控制参数优化计算;最后,通过ARM控制器的硬件电路实现舵机的半实物仿真系统的硬件平台,以及嵌入式软件编程实现舵机性能模拟;根据舵机半实物仿真系统与自动驾驶仪之间联合测试结果表明,舵机半实物仿真系统可以在导弹制导与控制系统半实物仿真验证平台中替代真实舵机.     

红外成像制导导弹飞行仿真研究

为了实现红外成像制导导弹更加逼真和更加有效的仿真从而验证优化红外成像制导导弹的制导效果,研究了红外成像制导导弹飞行仿真技术;讨论了导弹飞行仿真的基本要求和红外成像制导仿真系统设计的基本原理和设计方案,提出了导弹飞行效果的一些评价指标,并利用虚拟现实仿真技术实现了一个导弹飞行可视化仿真系统;分析了仿真实验结果,实验结果表明仿真系统基本满足红外成像制导导弹飞行仿真要求,在红外成像制导导弹的科学研究中有一定价值.     

有限状态机在导弹防御系统分析中的应用

介绍了有限状态机的基本概念,基于UML详细分析了导弹防御系统的作战过程.由于UML状态机无法直接运行而实现系统状态的动态转换,研究了基于有限状态机理论的图形化建模与仿真工具Stateflow.在分析了导弹防御系统作战过程中各子系统状态以及状态转换的基础上建立了Stateflow状态机模型,并与Matlab其它建模和仿真工具有机结合,建立了导弹防御系统的仿真模型,该模型可实现不同条件下系统性能的分析与评估.     

自行火炮系统作战效能建模与仿真研究

在综合研究国内外效能评估理论和方法的基础上,根据多年来自行火炮发展建设和作战运用的实际需求,建立了对抗条件下战斗、保障、指挥控制等分系统的作战效能及作战系统评估模型。依据可靠性、维修性数字仿真的基本理论,利用Monte—Carlo方法对某型自行火炮战场对抗阶段进行仿真,可以实现自行火炮可靠性、维修性及系统作战效能的动态评估。该方法受评估者的主观性影响较小,为系统效能的动态评估系统的设计构想提出了评估思路。该模型可以为自行火炮系统的方案论证、工程研制、鉴定定型和作战运用等提供决策依据。     

多模复合制导数据处理仿真平台的研究

随着数据融合技术的发展,相应的理论及算法越来越多。多模复合制导数据处理系统可以看作多变量控制复杂系统,其设计、实现与评估变得更加困难。该文介绍了多模复合制导数据处理仿真平台。该平台通过简化导弹的分解模型,对复合制导系统进行功能模块化分解,引入工具箱式的复合制导流程体系和复杂战场环境的仿真实现对多模复合制导数据处理系统的仿真、算法的开发和验证。最后以某型反辐射导弹复合制导数据处理器的研制过程为例简介了其典型应用。     

攻击大机动目标的变结构末制导律设计

研究优化末制导的性能问题,针对导弹动态系统的非线性关系,通过分析导弹和目标的相对运动系统状态方程的可观性,为了攻击大机动目标,提出修正极坐标系,根据非线性系统鲁棒控制理论和滑模变结构理论来设计导弹的末制导律,实现对目标机动加速度的界进行在线估计,同时保证系统稳定.把制导律应用于导弹系统并进行仿真,结果表明,导弹和目标的视线角速度趋于零,从而保证目标拦截成功.证明导弹制导算法对大机动目标有较强的鲁棒性,制导律应用于导弹攻击大机动目标是有效的.     

某型反舰导弹武器作战效能仿真评估系统

着重介绍通过射频仿真系统对反舰导弹导引头进行仿真,通过将导弹导引头加入导弹的数字仿真环境,建立导弹的半实物仿真系统,从而更加逼真地模拟导弹的作战过程.通过该半实物仿真系统模拟导弹针对不同舰艇的作战过程,并对其作战效能进行了评估.仿真结果证明了半实物仿真系统的可靠性.     

考虑自动驾驶仪动态特性的三维双环制导律

针对导弹自动驾驶仪动态特性条件下的机动目标拦截问题,基于非线性干扰观测器和命令滤波器设计一种新的三维双环制导律.将制导系统解耦为外环系统和内环系统.其中:外环控制器产生虚拟制导指令,以零化球坐标系下的弹目法向相对速率;内环控制器产生真实制导指令,以实现导弹自动驾驶仪对外环虚拟指令的快速跟踪.由于外环命令滤波器同时计算出虚拟制导指令的一阶导数和二阶导数,三阶系统的制导律设计问题仅用两步即可完成.拦截高速高机动目标的仿真结果表明,所设计的制导律能够有效补偿导弹自动驾驶仪动态特性影响,抗目标机动鲁棒性强,制导精度优良.     

一种新型弹载干扰天线的仿真与应用

设计高性能弹载干扰天线,军事领域对电子干扰设备提出了更高的要求。尤其对于弹载干扰设备而言,天线性能的优劣成为影响设备效能的关键问题。以传统的全向双锥天线理论为研究基础,结合工程实际需要,提出了一种新型宽频带宽波束定向天线的方案。通过Ansoft HFSS软件的建模仿真和分析,采用一种新型的背腔反射结构形式,极大的改善了天线的电性能和辐射特性。测试结果和仿真结果一致性较好,表明天线具有宽频带、宽波束的定向辐射特性,很好地解决了电子对抗领域干扰天线的工程需求。     

反舰导弹抗干扰试验与评定仿真系统设计

现代反舰导弹处于复杂的海情,电磁环境密集交迭,电磁干扰方式复杂多变的高技术海战场作战环境下,因此在靶场试验过程中很难对反舰导弹所处实战干扰环境进行模拟.通过对雷达系统、雷达干扰信号仿真模型进行分析,并运用面向对象技术,研究设计了反舰导弹抗干扰试验与评定仿真系统,其中包括类库的构建以及诸对象之间信息传递的实现,试验设计系统的系统流程、数据流程及结构的设计.该仿真系统可用于反舰导弹抗干扰仿真试验及抗干扰能力评估.     

基于免疫遗传算法的雷达组网方法

区域防空雷达网是防空作战空情预警的发展趋势,为了提高区域雷达网探测能力和抗综合电子干扰、抗隐身技术与隐身飞机的威胁,抗低空、超低空突防及抗反辐射导弹(ARM)的能力,研究雷达组网的问题,介绍免疫遗传算法的基本原理和特点,提出基于免疫遗传算法的雷达组网方法,通过计算机仿真实验证明方法的可行性。     

飞行速度可调导弹三维制导律研究

为获得更好的制导性能,针对一类采用流量可调发动机的导弹,利用其所增加的飞行速度控制自由度,提出一种三维空间下比例导引+飞行速度控制的双重控制滑模制导律。以比例导引作为基础,在对二维、三维零控脱靶量分析的基础上,以零控脱靶量为跟踪目标选取合适的滑模面,并进一步使用辅助滑模面和有限时间超螺旋干扰观测器对滑模面中的不确定项进行估计,推导了减少脱靶量的速度控制制导律。仿真结果表明,相比于经典的比例导引,在考虑空气阻力的场景下,所设计的制导律脱靶量更小,弹道更平滑,滑模面收敛情况理想,实现了导弹飞行速度的主动控制。     

基于超高频RFID的GPS信息采集系统

为了有效缓解城市交通拥堵,实现智能交通诱导,需要实时采集车辆动态GPS信息．传统的基于无线传感网络的车辆GPS信息采集系统在城市复杂电磁环境的干扰下,系统性能不稳定,难于保证实时性和可靠性要求．本文提出了一种基于超高频RFID技术的城市道路环境下车辆GPS信息采集系统设计方案．该系统利用超高频RFID技术替代传统的无线传感网技术,针对移动车辆实现了非接触式快速GPS信息采集和处理．首先介绍了基于超高频RFID的GPS信息采集系统的硬件及软件设计方案,并构建了针对该系统的仿真实验环境．仿真结果表明,该系统性能良好,能够满足实际要求．     

红外制导半实物仿真及目标模拟器研究

导弹仿真技术为红外制导导弹提供了一个精确、可控和可重复的试验条件,而半实物仿真作为仿真技术的一种,除了可以提高系统的研制质量以外,还可使无法准确建立模型的实物直接进入仿真回路,并可直接检验制导控制系统各部分功能.利用红外目标模拟器系统,可为导引头性能测试提供一种方便、可行、价廉的实验手段,可提供不同气象条件、不同背景下的不同目标的红外特征,以便较全面地测试导引头的各种性能,并可节省大量的实验经费.针对红外制导导弹的半实物仿真系统进行了概述,并结合具体示例介绍了红外制导导弹半实物仿真系统组成.详细论述了一种带一个目标和两个干扰的点源红外目标模拟器的原理与实现.     

基于目标一致算法的导弹编队控制与仿真

导弹的突防性能是衡量导弹优劣的核心技术指标,如何提升导弹的突防能力受到世界各国的高度重视。为了提升导弹的突防概率,可以采用导弹编队协同作战的方式,实现导弹的密集临空,对敌实施饱和攻击,最终实现导弹突防能力的提升,并且多弹编队对大型目标的毁伤效果更加明显和高效。为了提高导弹编队的协同作战能力,围绕导弹编队协同的概念与模型,开展编队控制的理论与仿真研究,设计了基于目标一致算法的编队方法,实现了编队成员的协同控制,利用MATLAB进行了相关的仿真,分别调整导弹方向控制参数和速度控制参数,对比不同参数状况下导弹编队飞行状态变化,获取最佳状态控制参数,实验验证了算法的有效性。     

基于自适应滑模控制的自动驾驶仪设计与仿真

研究弹体纵向过载自动驾驶仪优化控制的设计,为保证系统稳定性,采用具有自适应滑模控制结构的系统对外界干扰具有较强的鲁棒性。以经典的比例-积分结构形式的导弹自动驾驶仪模型为基础,使系统在对外部干扰因素具有一定的鲁棒性,设计并加入了自适应滑模控制结构系统,滑膜控制结构采用开关函数闭环回路结构形式,通过系统仿真分析表明,在存在随机干扰时,系统具有鲁棒性,满足实际工程要求。