现代光学新分支学科——气动光学

从气动光学学科发展历程出发，介绍了气动光学提出的背景，提出了气动光学的定义及内涵、研究对象和研究方法，描述了气动光学研究的主要内容：气动光学效应机理研究、气动光学效应校正方法研究、气动光学效应校正验证试验研究和高速飞行器光学窗口技术研究；详细阐述了国内开展气动光学学科理论基础、工程建模、试验原理及试验方法等研究途径，给出了一些典型的研究结果，指出了学科的应用前景和发展趋势。     

高速飞行器气动光学传输效应的工程计算方法

气动光学传输效应对飞行器光学成像探测系统的性能有着十分重要的影响，它使探测器接受的图像产生偏移、抖动和模糊。文章分析了目标光线通过流场时的光学传输特性，建立了流场光学传输特性的工程计算模型，描述了气动光学传输效应对成像探测系统影响的经验模型。在此基础上，对气动光学传输效应产生的像偏移、抖动和模糊进行了数值仿真，仿真结果表明，气动光学传输效应对成像探测系统的影响与飞行器的飞行参数、成像探测系统参数和探测器积分时间等密切相关。     

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。     

具有侧向推力控制的自旋导弹建模与仿真

对于复合侧推力控制的自旋防空导弹,其末端控制时,由于侧喷发动机的工作,动力学特性属于具有离散事件的混杂系统。该文简单介绍了离散事件系统的有限状态机建模方法。利用有限状态机对姿控发动机的离散事件特性建模,同时实现导弹侧推力发动机的推力曲线仿真和复合控制系统仿真模型。由于有限状态机很容易通过仿真软件来实现,因此使用有限状态机能够很方便地建立导弹的一体化仿真环境。文中展示了建立在Simulink环境下的导弹仿真模型,并通过仿真结果展示了控制器的控制效果。     

改进的基于泊松模型的极大似然恢复算法

从高速流场扰动的失真图像中恢复出满足制导系统所需精度的目标图像是需要研究的课题.Holmes的基于泊松模型的极大似然校正算法存在平凡解的问题,针对此问题,提出在原算法的极大似然概率估计函数中增加适当的修正项来约束迭代校正算法向正确的方向收敛.讨论了修正项中参数的优化问题,提出按照使校正后图像的熵最小的优化准则来选取合适的修正参数.最后使用了实际风洞模拟实验中获得的气动光学效应降晰图像来测试改进算法的校正效果,同时给出原算法的校正结果以便比较.测试结果表明,改进算法有效消除了原算法的平凡解问题,校正效果较原算法有较为明显的提高.     

未来防空防天导弹体系结构与技术(下)

(2)功能——汇集探测器的数据;——管理当地探测器;——与友邻 SFP 协调。4.2.2.3 空情态势图生成中心(RPC)空情态势图生成中心通常与 SFP 或防空导弹指挥控制中心合并。(1)RPC 任务——观察战区态势;——规划与控制探测器;——汇集探测器的输入。(2)功能——建立空中态势;——管理战场观察;——传送空情图。4.2.2.4 防空导弹作战管理指挥控制中心(SAM-BM/C~3)(1)任务——确保与高速发展的远程通信设施相联;——进行作战管理,包括提供规划、控制执行工具和人机接口;——了解战场作战态势;——进行交战杀伤评估;——防空导弹体系作战模拟与仿真;——控制拦截兵器的作战;——控制制导雷达的工作。(2)功能——接收和显示作战态势;——接受上级指令、协调友邻作战;——制做作战规划、推理、决策方案;——作战装备自动化检测;——交战过程控制与指挥;——训练作战人员。     

基于SIMULINK/RT-LAB的导弹制导系统HIL仿真平台设计

为方便制导技术的研究,提出了一个导弹制导系统硬件在回路(HIL)仿真方案.仿真系统可以将SIMULINK下建立的模型通过RT-LAB下载到目标机上实时地执行,提高了硬件在回路仿真的效率和可靠性.仿真过程中引入了导引头、制导舱、舵机、弹体、目标模拟器等实际物理部件,可以进行多种导引、控制律的硬件在回路仿真,仿真过程更贴近实战环境.     

空空导弹敏捷转弯控制与仿真

文中研究了空空导弹敏捷转弯180°(越肩发射)的控制与仿真问题.提出了实现空空导弹敏捷转弯180°的姿态控制方法,得到了简化的用于姿态控制设计的姿态动力学模型,分别采用反作用喷气控制系统和推力矢量控制系统设计了导弹的姿态控制律.对空空导弹的敏捷转弯180°的飞行过程进行了仿真并给出和分析了结果.结果表明反作用喷气控制系统和推力矢量控制系统都可以用于越肩发射,在转弯过程中速度损失是不可避免的,反作用喷气控制系统可以产生的速度损失较小.     

高超声速飞行器时间最短弹道优化设计

通过极大值原理推导出时间最短弹道优化问题的必要条件和边值条件.采用遗传算法和邻近极值法求解了最优控制的两点边值问题.从次优化弹道得到攻角的变化规律,再从次优化弹道估计出初始伴随变量的范围,用遗传算法在此范围内优化初始伴随变量找到全局近似最优值,再用邻近极值法满足边值条件和约束条件.算例求解了满足热流和过载约束的最短时间弹道,与次优化弹道进行比较,可知用最优控制方法得到的最短飞行时间小于次优化方法得到的最短飞行时间.     

高速湍流流场气动光学传输效应研究

高速飞行器在大气层中高速飞行时,其头罩表面受大气气流的影响产生严重的气动光学效应。头罩周围湍流流场的高频变化,将影响来自目标的红外辐射光线的传输,使导引头成像器中目标图像产生模糊、抖动、偏移和能量衰减,给红外成像末制导带来不利影响,降低导引头对目标的探测、跟踪与识别能力,进而影响末制导精度。以红外成像制导技术在高速拦截器上的应用需求为背景,进行了高速湍流流场光学传榆效应理论计算基本方法的分析,介绍了建立的数学模型和仿真软件,最后给出了典型状态下的计算结果。