Second order sliding mode control with backstepping approach for moving mass spinning missiles

An attitude controller using the second order sliding mode control methodology with a backstepping approach (SOSMCB) is designed and implemented for a spinning missile with two internal moving mass blocks. The system consists of a rigid body and two radial internal moving mass blocks and its mathematical model is established based on Newtonian mechanics. The control scheme integrates a second order sliding mode control algorithm into the last step of the backstepping approach, and its stability is proved by means of a Lyapunov function. The performance of the controller is demonstrated by numerical simulations, the results show that the attitude controller is stable and effective.     

Surface destructive mechanism on high-temperature ablation, supersonic-erosion, dreg-adherence and corrosion

The exhaust and flame from a supersonic airborne missile high-energy smoke-born engine (SAMHSE) may lead to high-temperature ablation, supersonic-erosion, dreg-adherence (HTASED) and corrosion on the launcher slide track, causing serious problems to the operation and decreasing the lifetime of the launcher. Therefore, it is imperative to study the destructive mechanism so as to guarantee the smooth operation and increase the lifetime of military equipments. Accordingly, HTASED and corrosion were systematically observed and analyzed with the emphasis placed on the mechanism investigations making use of a series evaluation tests, typical missile engine simulation tests, national military standard methods, scanning electron microscopy and electrochemical corrosion tests. It is found that the thermal impact of high-temperature flame and supersonic erosion of corrosive melting particle jet of the SAMHSE lead to surface defects of micro-cracks, denudation and corrosive residue. Some defects reach to metal base becoming to "corrosive channels". Repetitive HTASED may cause ablation-adhesion fatigue stress, which enhances the surface corrosion and destruction. HTASED and corrosion are related to the type of a SAMHSE fuel and experience of the launcher. Surface destruction is related to synergistic effects of the HTASED. The ablated and failed Al or steel surface is liable to electrochemical corrosion characterized by pitting in humid and salt-spray environment.     

基于改进快速鲁棒性特征的导弹视频特征匹配

利用电视制导导弹视频图像确定导弹落点,从而开展精确目标毁伤评估研究,是目前全新的一种评估手段。图像特征匹配是利用视频图像确定导弹落点的关键步骤。针对导弹视频图像的特点及其作战应用,在特征匹配阶段,依据准确性和实时性两个原则,对快速鲁棒性特征算法做了两方面的改进:一是限制特征点提取区域,定义了图像区域限制算子;二是限制特征点数量,利用算法阈值和随机抽样一致性算法对特征点进行限制。实验结果表明,提出的算法对典型视频片段进行处理,较原算法在匹配时间上平均减少12.6%,匹配准确率平均提升13.4%,较尺度不变特征变换算法匹配时间平均提升了74.9%,同时,有效消除伪匹配点。通过对三段视频进行测试仿真,改进算法在整体上较原算法的匹配时间加快14.9%,且通用性较强,适用于视频图像的特征点匹配。     

验前信息在反舰导弹靶场试验中的应用研究

针对反舰导弹靶场试验时如何把验前积累大量的先验信息科学合理利用,根据反舰导弹不同种类的验前信息,确定其分布类型并采用参数和非参数检验方法进行相容性检验,使经过预处理的验前信息能够为试验所用,并通过实例验证了该方法的科学可行性。该方法对验前信息在反舰导弹靶场试验及结果评定中的应用具有一定意义。     

红外制导导弹最优导引律工程实现方法研究

为了研究提高导引精度,用最优控制理论推导出的最优比例导引律,给出了一种只需目标视线角速率信息的最优比例导引律工程实现方法,方法不需要最优比例导引律中的相对速度、目标加速度和剩余时间等信息,与基于小离轴角的假设推导得出的经典的比例导引律相比,可满足近距格斗导弹大离轴发射和攻击高机动目标的要求。经仿真结果证明,最优比例导引律的工程实现方法尤其适合不带测距功能的红外制导导弹,与需要剩余时间估计算法的方法相比具有更强的工程可实现性。     

光电耦合器在干扰弹测速系统中的应用

对干扰弹炮口初速的精确测量是顺利进行试验的基础条件。提出了一种采用漫反射式光电耦合器测速的方法。该光电耦合器是集发射器和接收器于一体的传感器,当有被检测物体经过时,漫反射回来的光被探测器接收转换为电信号并采集到计算机进行数据处理。介绍了干扰弹测速系统的结构、工作原理与驱动电路,并测量了光电耦合器的响应速度,最后,利用该系统对干扰弹的速度进行了测试,给出了试验波形。试验证明:该方法具有体积小、电路简单、成本低、灵敏度高等优点。     

基于混沌遗传的巡航导弹实时规划技术

研究针对突发威胁的实时规划技术能够提高巡航导弹在未知威胁环境中的生存能力,具有重大的研究价值。实时规划的规划思想和规划算法的设计问题是巡航导弹实时规划技术必须要解决的两大难题。基于解决问题的考虑,设计了实时航迹规划的规划思路和一种混沌遗传规划算法。基于传统遗传算法的思想,利用威胁和约束条件构建适应度函数对航迹进行评价,设计了一种特殊的实数结构体编码,提出了合适的选择、交叉、变异三种算子使种群进化,并引入了混沌搜索算子,加速种群的收敛。最后进行了实时航迹规划的仿真分析。仿真结果表明:实时规划的航迹能够避开地形和新出现的威胁,算法收敛速度较快。这说明,设计的算法能够满足当前未知威胁环境下巡航导弹实时规划的需要。     

防空导弹姿态控制系统终态滑模变结构设计

针对防空导弹垂直发射姿态调转时的快速性要求,研究了快速姿态调转的控制问题.首先基于一类多输入多输出高阶非线性系统的Teminal(终态)滑模变结构控制方法,对垂直发射防空导弹的滚动和俯仰、偏航通道所呈现的非线性、强耦合性进行了分析,并设计了一种新型滑模控制器.控制器设计方案消除了滑模控制的到达阶段,系统的初始状态始终保持在滑模面上,确保了系统的全局鲁棒性和稳定性,且能在有限且可控时间内使跟踪误差趋近于零.最后通过数字仿真验证了系统在不确定因素情况下具有强鲁棒性和适应性,可用于防空导弹短时间姿态调转控制.     

面向弹道规划的网络化反导空间威胁建模研究

针对现有弹道规划中的威胁源建模方法不能有效地体现网络化反导体系的作战特点问题,采用网络化反导体系的效能指数来衡量某型超音速战术导弹在突防过程中面临的空间威胁程度.给出了网络化反导防御体系条件下,导弹的威胁指标体系,建立了基于综合指数法的威胁度计算模型.最后,对威胁度模型进行了实例计算,并根据计算结果生成了威胁态势图,从而验证了模型的有效性.     

改进信息化武器系统性能的仿真博弈混合方法

用定量分析的方法改进性能是信息化武器系统开发和运用中必须解决的重要问题,借助仿真和博弈分析的混合方法,在对传统混合策略纳什均衡原理应用的基础上,构建基于二人非零和(TPNZS)非合作博弈模型来改进信息化武器系统的性能,对典型信息化武器系统-舰载导弹防空系统的初步研究表明:用识别正确、错误目标能力以及导弹命中目标能力描述的舰载导弹防空系统的最优改进性能策略为△*=(0,△2*,1-△2*)=(0.0000,0.7118,0.2882).