基于神经网络的再入飞行器可达域生成方法

针对再入飞行器可达域计算实时性需求,提出了一种换极坐标系下的神经网络模型求解方案。参数化设计飞行倾侧角和攻角剖面,在换极坐标系下构建弹道落点快速预示神经网络模型,提高神经网络模型任务适应能力,采用贝叶斯正则化方法训练模型获得网络权重。基于弹道落点快速预示模型快速获得落点集,采用直线边界和椭圆边界近似方法拟合获得再入飞行器可达域。仿真结果验证表明本文提出的方法实时性和适应性强,能够满足在线任务规划的需求。

燃气发生器弹射特性数值仿真与试验研究

为了研究燃气发生器弹射特性,基于改性双基固体推进剂装药结构和燃气发生器参数,建立了燃气底推弹射形式的数学模型,利用四阶龙格库塔法对数学模型进行求解,获得了燃气发生器弹射参数变化特性,结果表明:在常温条件下,载荷出简时的行程为7.7m,需要时间为0.53s,载荷出筒速度为31.1m/s,最大加速为81.7m/s^(2),满足弹射要求;同时,发现环境温度对燃气发生器弹射参数较大影响,随着环境温度增加,低压室压力峰值增加,载荷出筒时间缩短,出筒速度和最大过载增加;与常温弹射试验结果对比,低压力的压力峰值最大误差为5.2%,导弹载荷出筒速度最大误差为5.4%,表明所建立的燃气发生器弹射模型能够准确描述导弹载荷弹射参数特性。

激光制导武器捕获目标能力研究

为研究激光制导武器在海上、陆上等各种环境下捕获目标的能力,建立激光制导武器飞行轨迹、后向散射、目标漫反射等数学模型,通过比较激光制导武器视场角、后向散射功率密度、目标漫反射功率密度来判别制导武器是否能正常捕获目标。设置相关参数后仿真计算表明在相同的条件下,相同的激光武器在海上相比于在陆上等环境中捕获目标时间更晚,捕获距离更近,后向散射更加严重。一般情况下激光制导武器在本照本投初始4.4s时间阶段内后向散射影响较为严重,通过降低激光照射器的出口能量或拉大激光制导武器中轴线与激光照射器光路距离至250m以上可规避后向散射的影响。

导弹单发杀伤概率影响因素分析

提出了进行导弹单发杀伤概率影响因素分析的必要性,进行了大量的导弹单发杀伤概率仿真计算,对作战条件和弹目交会条件等重要影响因素进行了深入地分析研究,并对导弹的作战使用、战术决策和目标机的最佳规避机动策略进行了深入探讨。研究成果给飞行员在导弹作战使用过程中进行战术决策提供了强有力的科学理论依据。

基于快速仿真原型的飞行器半物理仿真系统

设计了基于快速仿真原型技术的大闭环半物理飞行实时仿真系统。地面半物理仿真实验由动力学仿真、视景仿真和飞行控制等分系统组成,通过光纤反射内存网络高速互连。基于层次化、模块化的建模原则在Matlab/Simulink环境下建立了飞行器数学仿真模型;在此基础上,利用相应硬件驱动模块完成了系统半物理仿真模型;最后,以某制导飞行器为背景,利用实际参数进行了数学和半物理仿真实验。与飞行实验比较,射程相对偏差为2.3%,最大高度相对偏差为0.85%,仿真结果证明了建模理论和方法的合理性和有效性。

动能拦截器拦截战术弹道导弹的脱靶量仿真

在末制导段采用动能拦截器拦截战术弹道导弹,可以利用其快速响应的直接力控制技术提高命中精度,达到直接碰撞杀伤目标的目的。本文探讨了动能拦截器在末制导段拦截战术弹道导弹的轨道和姿态控制规律,建立了拦截的脱靶量仿真数学模型。在此基础上,对在不同给定误差条件下的拦截脱靶量进行了仿真计算与分析。

基于IR-SFS算法空间目标红外影像3D重建

在利用单幅影像的明暗恢复形状(Shape From Shading,SFS)三维重构算法的基础上,提出同时考虑外界辐射源和目标自身红外辐射的IR-SFS(infrared-SFS)算法。首先通过分析SFS算法原理和空间目标的红外成像特性,建立IR-SFS辐射方程并进行了仿真研究,然后利用温度场估计获得红外差值图,在人工合成的理想半球体、半圆柱体卫星红外影像上进行算法测试,并以美国STS107真实红外影像作为实验目标进行三维重建。实验结果表明,所提出IR-SFS算法经过参数优化后,与原SFS算法相比,重建模型的峰值信噪比更高,对STS107顶部舱门、尾翼、机舱、机舱内方形部件具有更佳显示度,整体效果得到明显改善。

六自由度导弹制导系统的建模与仿真研究

战术导弹最优制导规律研究是提高导弹制导性能及精度的关键技术之一，需要进行理论研究和大量的仿真计算，以确定最优制导规律和控制系统参数。本文把导弹的空间运动状态用六自由度数学模型来描述，建立了六自由度的导弹运动模型、目标运动模型和相对运动模型等。研制出了进行战术导弹制导系统研究的六自由度仿真软件包，共由十多个模块组成。文中介绍了仿真软件的设计思想和程序结构。应用本仿真软件包可进行战术导弹制导规律专题研究、弹道参数计算、制导系统参数优化和导弹性能评估。

大型弹道式飞行器六自由度仿真研究与展望

本文针对大型弹道式飞行器传统建模和仿真方法的局限性，采用多种运动形态一体化建模方法， 建立了飞行器全干扰、全量、全通道、时变非线性六自由度模型， 并进行了数字仿真和接入部分实装的半实物仿真。该模型已在控制系统设计、系统质量评估、误差分析与精度评定、飞行效果预报和发射技术决策等领域中应用并获得了良好效果， 证明该模型与传统三自由度模型相比更正确、更符合实际，

反舰导弹末端机动弹道设计及弹道仿真

为对抗反舰导弹带来的威胁 ,舰艇的反导防御体系在不断加强 ,特别是舰上的密集火炮拦截系统是在近程对付反舰导弹的有效手段 ,单一的超低空掠海飞行方式已很难突破舰艇的防御系统。为避开舰上密集火力的拦截 ,增强突防能力 ,反舰导弹必须在其弹道末端具备一定的机动性能。为此该文提出了跃升、蛇行和螺旋三种末端机动弹道的设计方法。在设计导弹控制系统时采用了类似防空导弹的过载控制技术替代传统的姿态控制技术 ,并推导了相应的过载计算公式。利用所推导的控制指令计算公式对某型超音速反舰导弹进行了弹道仿真 ,仿真结果表明该设计方案是可行的 ,并具有较高的实际应用价值。

超声硬切削45淬硬钢的切削温度研究

与普通切削相比,超声切削工艺具有很多优点,可以有效地改善淬硬钢难切削的特点。在有限元软件MSC.Marc中,针对PCBN刀具超声硬切削和普通硬切削的特点,建立了二维正交热力耦合模型,对这两种状态下的切削温度进行分析比较,发现超声振动状态下的切削温度明显低于普通状态;并且切削温度随切削深度及切削速度的增加而升高。仿真结果与单因素试验结果具有较好的一致性。

水下制导系统的交互分布式仿真研究

以水下制导寻的系统为背景，研究了分布交互式（ＤＩＳ）水下制导寻的系统的仿真方法，给出了仿真系统的原理结构和功能实现。着重研究了系统的仿真设计和仿真软件。该系统具有良好的伸缩性、经济性和实用意义，可用于水下制导寻的系统的研制、检测、评估和改进，同时也适用于水下武器作战系统的模拟训练。

导弹大型技术训练模拟系统设计

导弹大型技术训练模拟系统综合运用多学科的先进技术，建立了数十个数学、物理和网络模型，研制出上百台仪器设备，实现了导弹全武器系统、发射全过程的模拟。本文主要介绍系统的功用、组成、简要技术方案和几个主要技术问题。

高透光率金属网栅微波/红外二色波组合器

为了实现微波/红外半实物仿真技术中的信号耦合,提出了一种基于高透光率金属网栅的宽频段二色波组合器结构,并建立了金属网栅二色波组合器的微波反射特性和红外透射特性分析模型。为了验证基于高透光率金属网栅的二色波组合器的可行性和分析模型的有效性,利用激光直写工艺在锗基底上制作了金属网栅二色波组合器样片;为了减小倾斜入射时不同极化情况下微波反射率的差异,金属网栅垂直极化和平行极化方向的周期分别设为500μm和400μm。在微波暗室中测量了金属网栅二色波组合器样片在12～18GHz频段的微波反射率,并利用傅里叶红外光谱仪测量了样片在10～12μm波段的红外透射率。计算和测量结果显示,高透光率金属网栅二色波组合器的微波反射率优于-1.5dB,红外透射率约为83%,表明高透光率金属网栅可用作一种新型的宽频段微波/红外二色波组合器。

导弹仿真中海浪的数字仿真及其动画生成

根据某型潜射导弹仿真的需要，利用海浪谱，用线性叠加法建立了海浪的数学模型。在此基础上，用法线扰动法生成了三维海浪动画。

基于风险决策的区域防空部署方案优选方法

空情的不确定性是区域防空部署的重要影响因素之一。每一种空情下对应一个最优部署方案,为了综合各空情下的最优部署方案得到适应各种不同空情的最优方案,通过分析,将不确定空情下的区域防空部署方案优选问题转化为一个多目标决策问题,构建风险决策的优势准则和E-V准则,并给出了一种基于风险决策的区域防空部署方案优选方法,案例分析表明:该方法具有模型简单、计算方便的优点,适用于需要快速对部署方案做出决策的场合。

近程导弹捷联惯导初始对准试验与仿真研究

为了了解近程导弹在肩抗瞄准过程中的扰动运动特性,并在此基础上建立捷联惯导系统的初始对准方法,利用几何原理对瞄准过程进行试验,将试验获得的地面坐标系中的数据处理转换成捷联惯导系统应该测量到的数据,由此提出了初始对准方法、建立了数学模型、给出了算法。利用数字仿真手段验证了初始对准数学模型的正确性和可行性,研究了计算误差和测量误差。给肩抗发射的近程导弹提供了一种便捷有效的初始对准方法。

动态变因子层次分析法在弹道导弹威胁评估中的应用

针对在层次分析法的应用中遇到的问题:威胁因子集的选取方法难以确定;判断矩阵需要反复多次构建才能通过一致性校验,本文提出了改进的动态变因子层次分析法。该算法采用动态方式选取具有比较意义的威胁因子,并用90/8-98/8标度法构建判断矩阵一次性通过一致性校验,从而减少威胁评估的运算时间,增加战场应用的时效性。通过在典型多目标,多攻击点的弹道导弹作战场景下的Matlab仿真分析,得出动态变因子层次分析法在弹道导弹威胁评估中的适用性。

冲压发动机导弹爬升轨迹∕发动机一体优化设计

研究液体冲压发动机为动力的导弹爬升轨迹/发动机一体化优化设计问题。综合分析了冲压发动机性能与飞行弹道参数的关系,建立了一体化优化设计的相关数学模型及优化模型。提出了用高斯伪谱法将一体化最优控制问题转化为静态参数优化问题,采用序列二次规划方法对该问题进行求解。仿真结果表明所建立的一体化优化模型是合理的,高斯伪谱法具有对初始值不敏感和收敛速度快的特点,能很好的满足终端约束。通过一体化优化设计,可有效发挥冲压发动机的性能,节省燃料,提高了导弹弹道的性能。

高超声速飞行器非仿射模型的预设性能反演控制

针对高超声速飞行器高动态、快时变、强耦合、不确定与多约束的非仿射模型,设计了一种无需估计和逼近的新型预设性能反演控制方法.首先将高超声速飞行器纵向运动模型分解为速度子系统和高度子系统并表示为非仿射形式,并对两个子系统分别设计新型预设性能反演控制器.所设计的控制器不再需要虚拟控制律对时间反复求导,从而避免了"微分膨胀问题".其次通过设计性能函数,保证跟踪误差限定在预期范围内,使控制器具有满意的动态性能和稳态性能,同时明显降低了计算量.最后,通过仿真验证了控制器的有效性及可行性.