双通道控制旋转导弹的舵机控制研究

针对应用"十"字布局鸭舵的双通道控制旋转导弹,将舵机偏转角旋转变换到准弹体坐标系下,考虑准弹体坐标系下舵机的延迟特性,用滞后角表征此延迟特性,为在准弹体坐标系下进行弹体控制提供便利。通过实验获取滞后角和舵机本身的相角滞后,理论计算和分析实验数据得到,准弹体坐标系下舵机偏转角频率较低时,滞后角近似舵机在弹体旋转频率处的相角滞后;舵机偏转角频率逐渐增加,舵机非线性严重,滞后角需实验测量。     

弹箭滚转姿态地磁测角仪的卡尔曼滤波算法

为降低地磁测角仪测量地磁场矢量信息解算弹箭滚转姿态角误差,文中运用卡尔曼滤波算法对弹体滚转角进行估计.通过对火箭弹滚转角速度变化规律的分析,用二阶近似表达弹体滚转运动规律作为卡尔曼滤波算法的系统方程,以磁场强度与数字量输出之间的非线性关系作为卡尔曼滤波算法的量测模型.通过实验仿真分析结果表明,滤波所得弹体滚转角、滚转角速度精度满足弹道修正弹要求,可用于弹道修正弹药被动段的弹道控制.     

斜置尾翼导弹的转速对耦合度的影响

利用多变量频域控制理论,定性分析和定量研究了斜置尾翼滚转弹的转速对俯仰通道和偏航通道耦合度的影响.研究表明,弹体滚转产生的Magnus效应和陀螺效应是导致俯仰通道和偏航通道交联耦舍的原因,二者对耦合度的影响都不能忽略;随着转速的增加,俯仰通道和偏航通道的耦合度呈指数形式上升;在弹体固有频率附近,俯仰运动和偏航运动耦合性最强;在某个工作频率下,Magnus效应和陀螺效应对耦合度的影响可相互抵消.     

地磁传感器测量弹体滚转姿态方法研究

地磁传感器抗过载能力强且成本低,在制导炮弹中得到广泛应用,它的主要功能是测量弹体姿态;介绍了一种双轴地磁传感器测量弹体滚转姿态的方法,该双轴传感器固联在弹体横截面上;该测量方法利用地磁传感器随弹体滚转时感应磁场变化产生的正弦输出解算弹体滚转角速率及滚转方向,利用经纬度信息及弹体俯仰偏航信息,根据地磁场模型计算地磁场矢量在弹体横截面上的投影分量,然后由投影分量解算出滚转姿态角的基准角,最后根据双轴地磁传感器输出和基准角判定弹体姿态角;通过试验验证了该滚转姿态测量方法的可行性,并进行了误差分析,误差在可接受范围内,可满足简易制导炮弹需求。     

垂直发射导弹弹体全方位最速滚转控制律设计

以某新型反坦克导弹为研究对象,分析了转弯过程中弹体滚转对偏航通道的马格努斯效应,探讨了在复合联动舵机的快速响应条件下,弹体快速准确完成初始段转弯、全方位飞行的垂直发射的理论与工程方法。建立了导弹的全方位发射制导控制模型,并设计了基于极小值原理的弹体最优滚转角控制律;考虑弹体与舵机约束,提出了一种适用于工程实际的弹体滚转角控制函数优化模型。仿真结果表明,在保证导弹姿态稳定所需时间基础上,弹体能以较快的速度按照所设计的滚转角控制律完成全方位滚转,实现了导弹在空中自主完成全方位发射所需的弹体滚转。     

低速滚转末制导炮弹高原适应性改进方法研究

为解决低速滚转末制导炮弹在高原环境下的适应性问题,对低速滚转末制导炮弹在不同海拔条件下飞行特性进行研究,分析了高海拔条件的环境特性,末制导炮弹在不同海拔条件下的转速和过载变化特性,弹体增益和弹体阻尼的变化情况,提出了低速滚转末制导炮弹在高原环境下使用的改进方法,并以某低速滚转末制导炮弹为例进行了弹道仿真,验证了分析结果和改进方法的正确性,为低速滚转末制导炮弹的高原适应性设计和改进提供了参考依据.     

膛线沟槽对小口径弹体流场的影响分析

早期弹体滚转力矩和马格努斯效应数值计算中多采用简化弹体模型,没有考虑膛线沟槽的影响。但对小口径弹体而言,分析亚音速条件下膛线沟槽的影响对弹道计算至关重要。文中采用Fluent[1]软件对不同攻角和不同滚转速度的流场进行计算,对比光滑弹体和带沟槽弹体的流场差异,得到膛线沟槽对流场的影响规律。分析发现膛线沟槽使得滚转力矩和马格努斯力矩减小。结论认为弹体上的膛线沟槽影响较大,需要在实际工程计算中给予考虑。     

自旋导弹的反馈线化控制器设计

建立了自旋导弹在准弹体坐标系中的运动模型,运用动态反馈线化的方法设计自旋导弹的自动驾驶仪。通过时间尺度分离,将系统划分成快慢两个子系统,分别进行反馈线化设计。避免了不稳定零动态的出现。并实现了准弹体坐标系中的解耦控制。仿真结果表明该控制器具有一定的鲁棒性。     

磁阻传感器测量旋转弹滚转姿态的原理分析

针对用磁阻传感器测量旋转弹滚转姿态的问题,提出了磁阻传感器滚转角及磁阻传感器滚转角速率的概念,给出了磁阻传感器测量方程和磁阻传感器滚转角速率的测量方程.经过理论推导给出了弹体滚转角速率与磁阻传感器滚转角速率的关系式,分析结果表明弹体滚转角速率与磁阻传感器滚转角速率之间的测量误差受弹丸俯仰姿态、偏航姿态和射向的影响.数值仿真表明,弹丸滚转角速率的地磁测量方法在一定条件下是可行的,但在工程实际应用中难以保证滚转角的精确测量.     

基于弹道弯曲角速度单矢量的制导炮弹滚转角空中粗对准方法

制导炮弹内弹道呈现高转速、大过载的特点，其导航坐标系统滚转通道无法进行初始对准。针对以上难点问题，根据无控段飞行特性，提出一种基于弹道弯曲角速度矢量的滚转角空中粗对准方法。在无需卫星、机动辅助的条件下，利用重力引起的弹道弯曲角速度矢量作为基准，通过单矢量定姿实现滚转角对准。为消除低精度陀螺仪的零偏、轴偏角等误差的影响，分析了弹体姿态运动测量信息的频域特性，利用FIR带通滤波器提取角速率陀螺信息中弹体滚转频点处的有用分量，并采取对准起始时刻冻结弹体坐标系下的积分策略，平滑随机测量噪声，从而提高对准精度。通过数学仿真手段，探究了惯性陀螺误差对对准精度的影响。数学仿真结果表明：该方法仅利用低精度角速率陀螺即可实现在无控段快速粗对准滚转角，误差在1°左右；在飞行搭载试验中，滚转角对准误差可控制在2°以内。     

带有模糊控制的模型参考协调控制

把模糊控制引入到模型参考协调控制系统，构造一种多机协调控制的控制器。提出了带有模糊控制的模型参考协调控制器模型，给出了二阶子系统协调控制器设计公式和仿真结果，为协调系统控制器设计提供了一种实用方法。     

制导航弹飞行力学中的坐标系研究

参考坐标系是导弹飞行力学研究的基础.本文针对某型制导航弹的特点建立了斜置坐标系,并且给出了斜置坐标系之间以及斜置坐标系与常规坐标系之间的转化关系.对于在斜置坐标系中建立的制导航弹的运动方程组的研究结果表明了该坐标系在导弹飞行力学研究中的突出优点.     

用于数据挖掘的多维数据可视化技术

用于数据挖掘的多维数据可视化技术,将多维数据通过平行坐标、圆形分段或多维缩放变换以二维图形显示.平行坐标用其坐标点显示变量,直线连接坐标点为折线.圆形分段以每个彩色像素点映射一个值,并将每一维的数据在不同区域显示.多维缩放则在尽可能保留数据点间距的同时,在低维空间内表示多维数据.     

IB－12中间弹道靶道空间坐标系的建立与高速飞行体空间坐标的计算

炮弹、火箭、导弹、航天飞行器等高速飞行体或其模型的自由飞行测量，都是利用弹道靶道完成的，弹道靶道测量技术中的重要内容之一，是空间坐标系的建立与高速飞行体空间坐标的计算。文中介绍了我国自行研制的第一条中间弹道靶道空间坐标系的建立与高速飞行体空间坐标的计算方法，并给出了计算公式。经实际使用表明，ＩＢ－１２中间弹道靶道空间坐标系建立的方法正确，测量精度高，为我国靶道测量技术提供了有益的经验。     

基于 C++ builder 的靶场试验相对坐标转换

针对常规武器系统靶场试验中出现的相对坐标转换的需求,提出一种两点间相对位置关系的坐标转换方法.该方法首先建立了两点经纬度转化为相对角度距离的数学模型,然后在此基础上分析了已知武器系统大地坐标和目标相对武器系统角度距离的情况下,通过迭代法解目标大地坐标的数学模型,并采用C++builder编制程序实现转换的自动化和批量化,最后通过大地测量成果点进行数据转换精度的验证.结果表明:该方法计算准确度高,运算速度快,可以解决靶场试验中相对坐标转换问题.     

无人机对目标的大地定位

阐述了无人机对地面目标的定位过程, 并详细介绍了目标从无人机坐标系到大地坐标系的坐标变换, 实现了无人机对目标大地定位的坐标解算.     

超小型无人机GPS导航中的坐标转换

超小型无人机GPS导航中,用简化高次项的高斯投影正算法将WGS-84大地坐标投影变换为高斯平面坐标,通过投影变换及在投影面上转换坐标实现坐标转换.并用相似变换法将GPS接收到的WGS-84大地经纬度高斯投影后强制转换统一,以实现坐标匹配.此算法可满足超小型无人机机载GPS导航和实时监控系统的精度要求.     

四元数法在光滑环系统坐标变换中的应用研究

光滑环极坐标跟踪成像系统具有结构简单、尺寸紧凑等优点,顺应了未来武器装备的小型化发展趋势,是现代制导设备的关键部件之一.光滑环极轴跟踪成像系统与传统跟踪成像系统相比,物象变换关系更加复杂,而明确的物象关系是制导设备进行跟踪制导的基础.本文利用四元数旋转性质以及其坐标变换关系,分析了光滑环极轴扫描成像系统的物象变换关系,...     

基于地面坐标系偏置法的导弹制导半实物仿真目标模拟能力拓展方法

针对在导弹制导半实物仿真试验中目标模拟能力受阵列视场角范围限制的问题,引入虚拟地面坐标系,将原本与实验室坐标系重合的地面坐标系偏置后进行半实物仿真试验。详细推导了转台姿态和阵列上目标辐射位置的变换方法,给出了地面坐标系偏置角度的确定原则,并针对地面坐标系只在方位上进行旋转的情形进行了讨论。仿真结果表明,应用地面坐标系偏置法可突破阵列视场角范围对目标角位置模拟的限制,有效的拓展了导弹制导半实物仿真系统的目标模拟能力。     

基于坐标转换的炮兵观测器材倾斜修正模型

针对传统炮兵观测器材调平过程中存在的诸多不足,提出一种基于三维直角坐标转换的可对炮兵观测器材因倾斜造成的测量误差进行修正的模型。根据方向盘结构和瞄准点法赋予基准射向的特点确定合适的角度测量参数,建立器材坐标系和大地坐标系,再进行坐标转换,得出倾斜修正模型。分别用MATLAB和Keil C51编写了倾斜修正程序,通过算例将程序计算结果和Solidworks模型测量结果进行比较,验证了模型的正确性和实用性。