航空制导炸弹制导控制律设计

根据命中精度和射程的要求,设计了某型制导炸弹的方案弹道。在滑翔段采用给定俯仰角飞行的方法,以降低马赫数,使炸弹尽快脱离跨音速飞行状态;在俯冲段采用比例导引法,导引炸弹命中目标。给出了俯仰、偏航和滚转三通道控制律,提出了控制参数的选择方法。仿真结果表明:所设计的弹道具有射程远、精度高、易实现的特点,具有较高的实用价值。

制导炸弹类目标运动建模与仿真

针对现代战争中制导炸弹对要地防空的主要威胁,提高防空武器系统的综合作战效能,结合制导炸弹的受力分析、运动分析,采用了极限参数动力学模型,由航迹控制函数根据制导炸弹的轨迹特性及过载能力限制给出制导炸弹在飞行过程中的受力及控制参数,并对国外典型的制导炸弹弹道进行了模拟仿真验证。验证结果表明,仿真产生的制导炸弹航迹数据比较真实地反映了滑翔类制导炸弹的运动规律,计算简单,实时性好,能够为防空武器对制导炸弹的拦截方式研究提供有效的仿真措施。

Voronoi分布式虚拟结构制导炸弹群控制策略设计

为进一步提升精确制导炸弹群面向区域目标时的毁伤效果,基于现有制导炸弹动力学模型,给出炸弹群控制系统运动模型,并依托计算几何理论中Voronoi图对区域目标特征进行分析,给出各弹体最佳弹着点位置计算方法,运用多智能体虚拟结构法实现制导炸弹群下落过程中的队形可控,通过分布式一致策略达到各弹体间关于虚拟结构中心节点的一致性,实现对区域目标的最优覆盖毁伤,并对所提控制策略进行有效评估。

制导炸弹的实时仿真可视化系统设计

分析了运用OpenGL图形库对制导炸弹飞机带飞和投弹实验进行实时化、可视化仿真设计的可行性。研究了实时仿真所需的五大功能模块。介绍了如何利用OpenGL和VisualC++6.0以及串口通讯实现编程的方法。制导炸弹的实时仿真可视化系统设计是以VisualC++6.0为开发工具,利用其强大的类库MFC及工具AppWizard,结合OpenGL图形库的编程思想而实现的。它实时、生动、清晰、直观地显示了制导炸弹飞机带飞和投弹的全过程,从而实现了制导炸弹的实时可视化仿真。实验证明,该系统可以有效地在监视器上实时显示出制导炸弹的飞行姿态及其性能参数。

基于复合制导律的“惯性/卫星”制导炸弹投放域计算

根据"惯性/卫星"制导炸弹的工作特点,提出了基于虚拟导引头算法的复合制导律.以某型"惯性/卫星"制导炸弹为例,对六自由度空间运动方程作了合理的简化,推导了计算制导炸弹投放域的简化计算模型.仿真计算了水平投放时的投放域,分析了影响投放域的因素.仿真结果表明,该制导方案下制导炸弹具备一定离轴发射的能力,为"惯性/卫星"制导炸弹设计和改进提供了参考.

激光制导炸弹运动数学模型的建立

建立了激光制导炸弹的运动数学模型、给出了滚转、偏航和俯仰三个通道的控制信号,在此基础上进行了全弹道数学仿真,给出了数个算例。

制导炸弹中坐标转换的误差分析及修正

制导炸弹飞行距离短,发射点和目标点的经、纬、高坐标已知,为了得到高精度导航信息,必须严格控制坐标转换过程中的精度损失.分析了制导炸弹坐标转换模型中各坐标系之间的关系及转换精度,讨论了各种不同类型误差对整体转换精度的影响,将主要误差归结为3类,分别采取相应的措施进行修正,设计了一种直接对目标点位置进行跟踪的新坐标转换方法,并成功应用到半实物仿真中.仿真结果表明,该方法的理论模型及其修正措施能很好地修正误差,为炸弹高精度制导提供条件.

基于Radau伪谱法的制导炸弹最优滑翔弹道研究

基于Radau伪谱法求解最优控制问题的原理,研究了滑翔型制导炸弹的最大射程优化问题。对制导炸弹动力学模型进行了无量纲化处理,结合极小值原理推导了最优控制轨迹的解析解和一阶必要性条件,采用Radau伪谱法将弹道优化问题转化为非线性规划问题,基于协态映射原理给出了数值解的最优性验证方法。仿真结果表明,Radau伪谱法能够提供具有工程应用价值的最优解,与常规的最大升阻比滑翔弹道相比,优化后的弹道射程增加10%以上。

烟幕干扰下激光制导炸弹作战效能分析

烟幕干扰是对抗激光制导炸弹的一种重要方法,定量计算烟幕干扰下激光制导炸弹作战效能具有重要的军事价值。文中通过分析激光制导炸弹的攻击方式、制导原理及激光对抗系统的干扰原理,给出了一种综合评估激光制导炸弹在烟幕干扰下作战效能的方法,该方法以数字仿真结合实弹靶场试验为基础,通过规划初始试验条件,运用数学方法得到炸弹在烟幕干扰下对典型目标的毁伤概率,为合理地使用激光制导炸弹武器系统打下了理论基础。

光电干扰对激光制导炸弹攻击效果的影响分析

对激光制导炸弹的主要干扰方式有3种:激光角度欺骗干扰、激光有源压制干扰和光电无源干扰。主要讨论了激光制导炸弹的制导规律及其攻击特性,分析了3种光电干扰方式对激光制导炸弹的攻击效果的影响,给出了3种光电干扰情况下激光制导炸弹攻击偏差的数学模型。

航空制导炸弹惯性参数遥测中的小波去噪

采用小波理论对航空制导炸弹惯性参数遥测中所出现的噪声问题进行了研究.给出了滤波方法的基本原理以及实现过程,并在某武器系统实际靶场飞行试验遥测中进行了实用,实际测试结果与理论设计结果吻合良好.

基于优化理论的“惯性/卫星”制导炸弹纵向复合制导律

针对炸弹的弹体特性和"惯性/卫星"制导的特点,提出了中制导与最优末制导相结合的串联复合制导律。中制导通过程序实时解算最优攻角使炸弹升阻比最大以增加炸弹射程,末制导利用最优控制理论以最小的控制能量来保证足够大的弹着角,从而使得制导炸弹射程和杀伤威力都取得满意效果。并以某型"惯性/卫星"制导炸弹为例进行了仿真计算,仿真结果表明该方法有效可行,为"惯性/卫星"制导炸弹制导和控制系统设计提供了参考。

基于导引头地面捕获域的激光制导炸弹射表修正技术

新一代激光制导炸弹普遍采用陀螺稳定式导引头替代原风标式导引头以提高制导精度,为提高导引头捕获概率,针对两种类型导引头工作机理差异,对方案过载飞行段驾驶仪误差带来的弹道偏差及飞行攻角对捕获概率的影响进行了分析。引入导引头地面捕获域的概念,提出一种以名义捕获域中心与目标位置的相对距离差作为射表投弹距离修正的方法,减小了由于干扰导致弹道偏移对导引头捕获的影响。仿真计算表明,使用修正后的射表,可极大地提高导引头捕获概率。

空地多目标攻击中制导炸弹可投放区计算研究

建立了某型卫星制导炸弹在大气层内制导飞行的弹道模型,探索了求解多目标可投放区(LAR)的技术途径,给出了具体的求解策略。在分析和比较国内外LAR计算方法优劣性的基础上,针对传统模拟搜索法收敛速度慢的缺点,提出了一种改进的快速搜索算法。该算法利用射程多项式拟合模型为变步长模式搜索法提供搜索初值,最大限度的降低迭代次数。算法对比实验表明:在不降低计算精度的前提下,该算法有效地提升了计算效率。最后,针对随机选定的目标集合,仿真实验给出了不同投放条件下的多目标LAR包络。

激光制导炸弹投放域分析

以某型激光制导航空炸弹为例,进行了三维动态数字仿真研究。建立激光制导炸弹空间六自由度运动方程组,激光制导炸弹控制系统数学模型和控制信号的形成模型,用拟合技术求解气动力因数,仿真计算了水平投放时的投放域,并对影响攻击区边界的因素和影响制导精度的因素进行了分析和讨论。对激光制导炸弹的研制提出了几点建议。

激光制导炸弹数字仿真研究

以激光制导航空炸弹为例,建立了该型炸弹的导引头模型、控制系统模型和六自由度空间运动模型。在MATLAB环境中,通过使用SIMULINK工具箱,对该型炸弹进行了数字仿真研究。仿真结果为后续的半实物仿真提供了基础。

激光制导炸弹半实物仿真模型与应用

激光制导炸弹攻击目标时的脱靶量是反映其制导性能和作战效能的重要参数。为了高精度、低消耗地检验激光制导炸弹的脱靶量,该文研究了半实物仿真与实弹试验相结合的检验方法。将制导炸弹、激光目标模拟器、五轴转台、仿真计算机以及仿真计算程序相联接,构建了半实物仿真系统并进行了仿真实验。通过制导炸弹飞行力学理论校核和制导炸弹投弹试验数据修正,获得了准确可信的制导炸弹仿真模型。对飞机挂载激光制导炸弹实施投弹试验,获得脱靶量试验结果。将仿真结果和实弹试验结果融合起来,对制导炸弹脱靶量进行评估,可获得精度较高的脱靶量评估结果。

SINS/GPS制导炸弹控制系统仿真

从制导炸弹的工程化出发,提出了其总体设计方案;设计了SINS/GPS修正组合导航仪;提出了纵向、侧向方案弹道的设计方案,设计了控制系统的控制律;分别对这些设计方案进行了半实物仿真,并且该设计方案已用于工程实践。

一种制导炸弹MINS／GPS导航系统误差分析与分配

研究了对准误差和惯性敏感器主要误差对制导炸弹捷联惯导位置误差的影响,并从捷联惯导位置导航精度要求反推出对准误差和微机械惯性敏感器工具误差的分配原则和方法。分析了微机械陀螺和微机械加速度计的误差模型,并说明在短时间工作过程中均可简化为零偏叠加随机噪声。捷联惯导系统误差模型研究和弹道仿真表明,水平姿态对准误差和惯性敏感器零偏是制导炸弹惯导误差的主要误差源,用GPS辅助的组合导航可对所有主要误差源的误差进行估计并补偿。根据理论分析和仿真结果,以及误差源的误差和系统导航位置误差存在的正比关系,分析了MINS/GPS制导炸弹捷联导航的误差分配原则和方法,并给出了误差分配样例。

变后掠翼制导炸弹滑翔弹道优化设计

为了探究影响变后掠翼制导炸弹滑翔增程能力的主要因素,采用粒子群优化算法分别对亚、跨、超三种投放条件下的滑翔弹道进行优化设计。固定外形与变后掠外形的优化对比结果表明:在超音速投放条件下采用变后掠翼外形具有明显增程效果,在亚音速投放条件下采用变后掠翼外形增程效果不明显。研究结果可为变后掠翼制导炸弹的总体设计提供参考。