基于伪谱法的多导弹协同攻击研究

多导弹协同攻击是未来导弹技术发展的重要方向之一。研究了多导弹协同攻击问题。首先建立了导弹与目标的相对运动方程,然后对多导弹协同攻击问题以及hp-自适应伪谱法求解最优控制问题的基本原理进行了描述;将hp-自适应伪谱法应用到多导弹协同攻击的研究中,设计了一种基于伪谱法的多导弹协同攻击制导策略,并通过仿真算例对其进行了验证和分析。仿真结果表明：设计的多导弹协同攻击制导策略能够同时兼顾时间约束和角度约束,实现对固定目标的多导弹协同饱和攻击,具有一定的应用价值。     

空地电视制导导弹武器系统精度和性能研究

针对综合电子战防区外空地电视遥控指令制导导弹武器系统,建立了载机空间运动、导弹制导飞行、目标的探测与识别和地面有源干扰站、云层、烟幕对空地电视遥控指令制导导弹的干扰模型和作战效能评估模型;对空地电视遥控指令制导导弹武器系统精度和效能进行了仿真分析。结果可用于空地电视遥控指令制导导弹武器系统的精度分析和性能评估,对电视遥控制导导弹的设计研制和作战使用都具有重要意义。     

空空导弹制导跟踪控制器设计及其仿真

空空导弹的制导跟踪特性直接影响到导弹对目标的攻击精度;针对空空导弹控制系统的高度非线性、强耦合等特性,运用非线性控制的逆系统方法设计导弹制导稳定跟踪器,并在建立导弹质心运动数学模型和仿真的基础上,对比施加干扰和未施加干扰情况下的数值仿真结果;仿真结果表明,系统收敛速度满足要求,且具有一定的抗干扰能力,能保持稳定跟踪。     

基于激光光斑分时方法的弹目测角途径设计

提出了一种利用光电方法解决多发导弹测角的技术途径。示踪器向地面发射的脉冲光被跟踪目标的摄像机接收,解算出光斑和目标的偏角,形成制导修正依据;借助时序控制,使示踪器发光与相机曝光同步;设置各枚示踪器发光顺序,使摄像机每个曝光期内,只有目标或指定的导弹光斑进入,通过对像机视频图片的编组,可形成各枚导弹与目标的序列图片,实现各枚导弹独立制导。通过试验,在PM2.5指数为120的情况下,传输距离达到9 000 m,并实现100 Hz双光源切换,编码精度达到1 μs。该模式可满足探测距离和导弹区分。     

基于dsp+fpga的导航制导一体化计算机设计

对于目前小型化导弹的发展趋势,文章设计了一种以DSP为核心算法处理芯片,FPGA为外围输入输出接口,可实现MEMS惯性导航与惯性、半主动激光制导,可进行PWM输出控制舵机的一体化计算机;文章对硬件设计给出了总体和分模块的详细描述,给出了软件设计的流程框图;设计实现了导航功能与制导功能的系统一体化与结构小型化,输入输出接口丰富。经过试验调试验证了其技术可行性。     

基于变结构理论的中制导律设计方法研究

对于采用复合制导的空地导弹,中末制导交接班问题是影响命中概率的关键因素。针对这一问题,采用变结构理论设计中制导律。首先建立滑模面,保证滑模面上速度矢量与视线重合,且零化视线角速率,然后设计到达函数,使到达条件得到满足,可以保证交班时刻导弹可靠捕获目标,并为末制导提供最优初始条件。建立了导弹六自由度数学模型和目标捕获模型,进行全系统数字仿真,实验结果表明：在中末制导交接时刻,弹目视线与导弹速度矢量基本重合,误差为0.12°,视线角速度为-0.02°/s,在±20°视场下满足捕获需求,并且为末制导提供最优初始条件。该方法可以满足中末制导交接班要求,具有较强鲁棒性,且中制导段弹道平滑,需用过载小。     

一种高空拦截导弹的自适应滑模制导律设计

针对使用传统的制导律拦截高空高速机动目标效果不佳的问题,提出了自适应滑模制导律;首先给出了比例导引律的具体算法,然后采用变结构控制理论,结合时变系统的特点,应用滑模自适应趋近律的概念,设计了导弹的自适应滑模制导律,并对其进行光滑处理,削弱了绕滑模的抖动;通过具体的仿真实例,表明了该制导律有更优良的弹道性能和鲁棒性,所需的控制能量更少,脱靶量更小,制导精度更高,相比传统的比例导引律,具有更强的实用性和有效性。     

基于CPCI总线的雷达导引头测试系统设计与实现

雷达导引头是空空导弹的核心部件,实现导弹探测、制导和控制等功能,其性能的优劣直接影响着导弹跟踪和截获目标的准确率。为了全面测试空空导弹雷达导引头,设计开发了一种基于CPCI总线的雷达导引头测试系统,并完成了软硬件设计。硬件部分完成了调理电路的设计、外设的搭建以及硬件电路方面的可靠性设计;软件部分协调控制雷达导引头、角位置模拟器、回波模拟器和转台,通过部件之间数据流的传输,完成了各个模块的测试功能。该系统能够真实模拟雷达导引头的工作环境,设置导引头参数,接收处理导引头发回的信息,进而测试雷达导引头的精度、灵敏度、可靠性等指标。实际应用表明,该系统工作性能良好,可靠性高,能够长期稳定运行,达到了设计要求。     

基于虚拟仪器的某型导弹制导装置地面监测系统设计

针对目前某型导弹制导装置监测方式的落后现状,采用虚拟仪器技术开发了一套地面监测系统;该系统符合某型导弹制导装置的试验标准,是以PXI总线的数据采集卡和控制器为硬件平台,以LabVIEW作为软件开发平台,将采集模拟信号、视频信号和串口通信集于一体,能够对制导装置的性能和参数指标进行检测,并利用图像处理技术对导弹的飞行轨迹进行定性的监测;应用结果,表明该监测系统运行稳定可靠,提高了监测的效率和精度,具有一定的推广价值。     

激光驾束制导仪中调制盘的设计

介绍了激光驾束制导仪中调制盘的空间编码原理,阐述了调制盘的设计过程,采用单调制盘来缩小驾束制导仪的体积和重量。考虑到制导仪器实际工作的各种因素,设计了调制盘内、外码道的宽度,起止位置和5种频率值。给出了调制盘确定偏航信息的原理,表征导弹位置信息的调制系数和频率的计算方法。针对调制盘两场交接处的误码问题,提出了变角度设计方法,将各频率沿径向方向旋转45°,从而保证了5 ms的场周期,提高了制导精度。     

Optimal guidance law design for impact with terminal angle of attack constraint

According to the requirements of the precision guidance of air-to-surface weapons with multiple constraints, a new optimal guidance law applying to attack the ground stationary target is designed. On the basis of dividing the 3D movement of the weapon into the movements of diving plane and turning plane, the relative motion of weapon-target is established first. Considering the conditions of miss distance, impact angle and terminal angle of attack, the general formulation of a new guidance law with an arbitrary system order is deduced by solving the Riccati equation of the quadratic optimal control. The approximate expressions of lag free system and first-order lag system are given. The validity of the optimal guidance law is verified by the comparable simulations of the characteristic trajectory. The simulation results shows that the optimal guidance laws satisfy the precision guidance with impact angle constraint as well as the angle of attack converges to zero at final time, which is important for warhead effect.     

具有终端角度约束的自主水下航行器鲁棒制导律

针对具有末端角度约束的自主水下航行器(Automatic Underwater Vehicle,AUV)的制导问题,提出一种变结构导引方法。综合考虑自主航行器与目标的交会几何关系,采用近似零化视线角速度和随距离接近末端角度快速收敛向约束要求的准则,设计滑模控制器,实现对视线角速度和末端角度的控制。仿真证明了设计的制导算法可以实现水下自主航行器在具有末端角度约束条件下与目标的高精度交会,系统对目标机动具有较好的鲁棒性。      

具有终端角度约束的自主水下航行器鲁棒制导律（英文）

Based on robust control design method,a variable structure guidance method is proposed for autonomous underwater vehicle(AUV) during the guiding course with terminal impact angle constraint.Considering the intercept geometry,a sliding mode controller is proposed for controlling the hne of sight angle rate and the impact angle,based on the principle which controls the line of sight angle rate to approach zero and the terminal angle to approach the expected value more quickly as the distance decreases.Simulation results show that,with the application of the proposed method,small miss distance is achieved and the expected impact angle is reached.In addition,the system is robust to the target maneuvering.     

制导火箭弹落点预测导引控制研究

为了提高火箭弹攻击地面目标的精度,文中给出了一种基于落点预测的火箭弹导引方法。首先以某型火箭弹为例,建立了其运动方程组,然后简化处理弹道方程得到落点预测模型,设计了基于落点预测模型的导引律,最后建立了Simulink六自由度弹道仿真模型并进行了数字仿真验证。研究结果表明：落点预测模型有效,相比无控火箭,采用落点预测导引律后制导火箭CEP由231m减小为31m,有效提高了火箭精度。     

近程巡飞弹姿态控制优化仿真研究

近程巡飞弹姿态控制系统是一个非线性、时变性及耦合性的复杂控制系统,是近程巡飞弹武器系统型号研制的关键技术之一;传统的PID控制在不同巡飞状态下调节稳定性较差、响应时间慢、影响姿态控制的稳定性和机动性;针对近程巡飞弹姿态控制系统中PID控制参数不可调,自适应、抗干扰性能较差等问题,引入了自适应模糊PID控制方法,使系统在不同巡飞姿态和干扰条件下能够实时整定PID的三个控制参数,提高系统的控制性能;在此基础上设计了近程巡飞弹的姿态角控制回路,并以俯仰角为例,在Matlab/Simulink平台下建立仿真模型,进行仿真实验;仿真结果显示,采用自适应模糊PID的控制方法,系统控制性能更好,抗干扰能力和自适应能力优于传统PID控制,减小了巡飞过程中姿态角的波动情况。     

激光驾束制导仪制导过程中信息场参数测量方法研究

传统信息场参数测量方式只能测量制导始端和末端的信息场参数,无法测量制导过程中信息场参数,不能全面对制导过程中制导仪性能进行准确评估.为解决传统测量方式存在的问题,采用大口径变焦平行光管与精密光栅尺测控技术实现信息场的制导距离测量,通过专用光纤靶标与PIN阵列探测器接收信息场,根据已建立的数学模型对信号处理,从而得到制导过程中信息场参数.实践验证测量系统的指令测试精度达到0.01单位指令,照度测量精度为5%,光轴一致性精度为4.89".     

红外导引头高速流场及其对光线传输影响的数值模拟

研究红外光线经过高速流场时由于折射产生的瞄视误差(BSE),对于红外末制导拦截弹的命中精度有重要意义。考虑高温真实气体效应,求解热化学非平衡Navier-Stokes(N-S)方程得到导引头的流场,采用光线追迹的方法,对红外光线经过流场后到达导引头光学窗口的瞄视误差进行了计算分析,研究了光线入射角、飞行马赫数、攻角、高度及红外导引头外形对瞄视误差的影响。