目标机动对扩展弹道成型制导系统脱靶量影响分析

构造了基于剩余飞行时间指数函数的扩展目标罚函数,给出了对常值机动目标最优的扩展弹道成型制导律簇。利用无量纲化方法和伴随技术,研究了含有一阶动力学滞后的制导系统在目标常值机动、随机机动和终端落角约束作用下的无量纲位置和角度脱靶量随无量纲末导时间变化特性。采用直接法对伴随法仿真结果进行了验证。研究结果表明,当末导时间分别为制导系统动力学滞后时间常数的15倍、20倍左右时,落角约束和目标常值机动引起的位置和角度脱靶量均趋近于零;随着指数n的增大,导航系数也越大,无量纲位置和角度脱靶量振荡加剧,收敛时间也加长。目标随机机动引起的位置和角度脱靶量随着末导时间的增大维持在某个稳定的值,并不趋近于零,而且指数n越大,其脱靶量的稳定值也越大。     

激光制导武器半实物仿真系统的设计与实现

首先,以某激光制导弹药为背景,提出了室内半实物仿真系统的总体设计方案,介绍了一种激光半主动导引头的工作原理。其次,在室内局限环境下,建立了弹目几何关系的数学模型,研究了导引头入瞳光学特性,并根据制导与控制系统的工作原理,设计了末制导段弹道的半实物仿真模型。最后,设置两种末端制导的初始条件,引入导引头和角速率陀螺等弹上部件进行多次弹道仿真试验。试验结果表明,基于该导引头和角速率陀螺的制导与控制系统设计合理,可以实现精确打击。     

无动力学滞后的广义最优制导律解析研究

通过建立相对于终端弹目连线的导弹运动方程,将time-to-go 的负n 次幂函数引入到目标函数中,推导得到不考虑制导动力学的扩展比例导引和扩展的带落角约束的最优制导律。提出了广义最优制导律的概念,阐述了其在两种不同坐标系下的表现形式和意义。针对终端弹目连线坐标系下的广义最优制导律,利用幂级数解法对闭环弹道微分方程进行了解析求解,得到了导弹相对终端弹目连线的位置、速度和加速度指令的解析表达式,并利用仿真的方法对解析结果进行了验证。     

脉冲力控制捷联探测器制导体制下命中精度研究

分析了脉冲力控制捷联探测器制导体制的特点,提出了在捷联制导体制下对光电探测器的要求.根据探测器的探测工作原理,建立了探测器探测目标的数学模型.数学仿真结果表明,增加探测器的象限个数可以提高弹丸的命中精度.当象限个数增加到16个时,弹丸的命中精度与线性探测器命中精度基本一致.     

激光半主动导引头角速度噪声特性及其影响分析

运用试验手段分析了激光半主动导引头的角速度噪声特性,得到了激光半主动导引头的角速度噪声为白噪声的结论。建立了比例导引制导系统模型,并对模型进行了简化,解出了简化模型的解析解,进行了无量纲化分析。对制导系统进行了仿真分析,仿真结果表明:角速度噪声引起的系统无量纲脱靶量均方根随着制导时间的增大趋于一个稳态值,这个稳态值随着比例导引系数的增大而增大。最后研究了系统延时环节对角速度噪声引起的系统无量纲脱靶量均方根的影响,研究结果表明:系统的延时越大,角速度噪声引起的无量纲脱靶量均方根越大。     

捷联导引头弹目视线角速率估计

捷联导引头相对于框架式导引头而言,拥有许多优势。捷联导引头技术越来越受到各国军方的重视。捷联导引头无法直接测量弹目视线角速率,实现捷联导引头的工程运用首先需要解决弹目视线角速率的提取问题。弹目视线角速率提取的方法主要有两类,第一类是利用微分网络对弹目视线角进行微分来获取弹目视线角速率,第二类是利用卡尔曼滤波器对弹目视线角进行估计。建立了基于这两类方法的模型,并进行了仿真,仿真结果表明:第二类方法比第一类更具有优势。由卡尔曼滤波器估计出的惯性系弹目视线角速率比运用微分网络得到的惯性弹目视线角速率具有更小的延迟;在相同的量测噪声水平下,第二种方案输出的惯性系弹目视线角速率信号噪声水平更低。     

全捷联对地攻击制导武器导引头隔离度对制导系统性能的影响

针对全捷联图像导引头隔离度问题,分别推导了由探测器和角速率陀螺之间的刻度尺系数误差及动力学偏差引起的隔离度传递函数;采用系数冻结法及劳斯判据分析了含有隔离度寄生回路的制导系统稳定区域,给出了不同无量纲末导时间下制导系统稳定时刻度尺误差和动力学偏差的取值范围;利用伴随函数法研究了隔离度对制导精度的影响。以上研究结果可以为全捷联制导武器制导控制系统参数设计提供参考,对于隔离度正反馈的情况应予以更多关注。     

扩展弹道成型制导系统脱靶量特性分析

通过将导弹剩余飞行时间的幂函数引入到目标函数中,实现了对经典弹道成型制导律的扩展。针对扩展弹道成型制导系统,将导引头和驾驶仪动力学简化成一阶形式,分别引入导引头角速度零位误差、角度零位误差、导引头角噪声以及目标闪烁噪声,利用无量纲化技术和伴随函数法,给出了制导系统无量纲位置脱靶量和角度脱靶量伴随模型。仿真结果表明,为了消除导引头角速度零位误差对脱靶量的影响,要求制导系统具有较长的末导时间和较大的指数n;当末导时间达到系统总滞后时间常数的15倍左右时,导引头角度零位误差引起的位置脱靶量收敛到零附近,角度脱靶量收敛到与角度零位误差大小相等、方向相反的稳态值;随着末导时间的增大,导引头角噪声及目标闪烁噪声引起的位置和角度脱靶量均趋向于不为零的稳态值,指数n越大,脱靶量越大。最后分析指出,制导动力学越慢,角噪声引起的脱靶量稳态值越大;滤波器频带越宽,闪烁噪声引起的脱靶量越大。     

角速度零位误差对比例导引制导精度的影响

主要研究了角速度零位误差对比例导引制导精度的影响,首先建立了比例导引制导回路的简化模型,并得到了简化模型的解析解.根据解析解定义了导弹无量纲位置误差和无量纲法向加速度,并分析了比例导引系数对以上两个无量纲量的影响.详细研究了更复杂的比例导引制导回路模型,给出了在比例导引制导回路各参数取不同值的情况下,导弹无量纲法向加速...     

基于扩展卡尔曼滤波器的捷联导引头刻度尺参数辨识

基于扩展卡尔曼滤波器,提出一种捷联导引头刻度尺参数辨识方法。首先,简化了在比例导引制导律作用下捷联导引头系统的非线性模型。之后,根据该非线性模型,推导扩展卡尔曼滤波方程组,并在参数估计处利用泰勒展式将其线性化。最后,在以上条件下对制导系统的稳定性进行理论分析与研究。通过数学仿真对该刻度尺参数辨识方法加以验证,仿真结果表明:应用该方法,可以快速、准确的估计捷联导引头刻度尺参数,并且有效提高了在稳定性方面制导系统对导引头刻度尺系数误差的容忍度,使系统更具鲁棒性。