战车火控外弹道实时解算的研究

论证了战车火控系统弹道实时解算技术的现状和发展 ,提出了现代火控弹道问题实时解算的新的数学模型。这一先进的弹道解算设计方法 ,适应于计算机运算速度已大幅提高的技术水平 ,具有高度通用化的特点 。

现代坦克火控系统体系结构发展的轨迹

对现代坦克火控系统体系结构发展的轨迹进行了较为详尽的论述,分析了几种主要类型的火控系统体系结构。对于在战车火控系统的发展历程中起重要作用的指挥仪式火控系统,从上反射式系统和下反射式系统两方面进行了比较分析。最后指出了用控制主线的观点来分析和预测火控系统发展所具有的优点。

机动目标运动模型动态辨识理论的研究

在对现有机动目标假定模型结构的合理性及现代战场对目标模型需求性综合分析的基础上,完成了机动目标运动模型的辨识理论研究,提出了机动目标运动模型可动态辨识的条件,为解决机动目标运动模型动态辨识提供了新的技术途径.所提出的"参数辨识模型"具有良好的模型结构,对目标的各种运动模态具有广泛的适应能力.

战车火控系统射击命中三要素函数误差分析

火控系统射击(函数)误差可分解为射弹散布函数误差和火控射击准备函数误差。而射击准备函数则是命中三要素函数即瞄准函数、解算函数和控制函数的合成函数。命中三要素的提出,为火控系统射击误差(精度)的分析提供了新的途径。它们均是命中目标的关键要素,又各具特色,为火控系统射击精度乃至系统反应速度的提高,指出了应该努力的方向。针对此进行了具体的分析。

战车火控系统目标角速度测量误差分析

目标角速度测量误差是严重影响解命中问题解算结果的重要的输入误差。通过目标角速度测量误差的理论分析,证明目标角速度测量技术方案的不合理,是形成角速度粗大测量误差的主要原因。火控系统向目标自动跟踪式方向的发展及非线性滤波器在目标信息处理中的应用,是提高目标运动状态估计精度的重要技术途径。

坦克火控系统机动目标的自适应滤波与自适应解命中问题

在非制导火控系统中，为实现目标信息的自适应滤波与自适应解命中问题，机动目标模型应能实时识别，并要适应工作周期的各种变化。本文提出了“参数辨识模型”，首次完全满足了上述要求。

战车指控系统及电子综合化系统的优化设计

在战车电子综合化系统的环境中进行指控系统优化设计的实质,就是要在结构不完整的约束条件下,按不断发展的军事需求,充分利用火控系统等的信息资源,实现功能完整的系统设计。本文提出了战车指控系统综合化设计的优化指标,在指控系统的系统—功能—信息的正序分解与逆序综合的过程中,通过信息共享与功能综合,可实现战车指控系统的优化设计。

战车炮控系统功能综合化设计

通过战车炮控系统功能扩充与技术改造,在分析各个功能误差特性的基础上,采用浮动基准坐标轴的系统设计,只用增加一个“数字控制器”,就可实现多项功能的综合,从而简化了系统的结构,降低了系统的成本。

自抗扰控制在坦克机动目标状态估计中的应用

在以坦克火控系统为代表的一类状态不确定系统应用中,作为系统输入的目标运动特性是未知的,并且对目标的观测存在较大噪声。如何基于控制过程辨识出输入信号特性,是状态估计理论在实际应用中的一种特殊情况。利用自抗扰控制(ADRC)能够实时估计和补偿系统扰动的能力,将目标运动视为外界扰动,从而辨识出目标运动速度,并将ADRC的滤波特性用于目标运动的状态估计。实验表明,与传感器测量、Kalman滤波方法相比,无需额外的速度传感器件,运动状态估计更为精确、快速。

半实物炮控仿真系统的设计

采用半实物实时仿真的方案设计了坦克炮控仿真系统,该系统由仿真计算机、仿真控制器、炮控计算机以及部分炮控系统部件组成,可以实现静态测量、稳定状态、跟踪与调炮状况的仿真。建立了炮控系统的仿真模型,进行了仿真系统运行剖面和仿真用例的设计。在大量实车测试和理论分析的基础上建立了火炮干扰力矩仿真数据库,仿真结果与实车测试结果对比表明,对不同路面不同速度下火炮运动的仿真都达到了满意的要求,较真实地反映了坦克炮控系统的动态特性。它除可为现有炮控系统进行仿真实验外,还可成为新型炮控系统研制中进行算法研究、性能实验的仿真平台。

由DSP技术实现卡尔曼滤波算法初探

分析了现有机动目标数学模型及其卡尔曼滤波算法，并用数字信号处理器（ＤＳＰ）对１个实际算法进行了实验。实验结果表明，目标机动性能的提高将使坦克火控系统由于采用现行目标运动模型而产生较大的误差。因此，在火控系统中采用其他模型，如自适应模型等，势在必行。同时，对于跟踪精度高，实时计算量大的卡尔曼滤波算法。

目标自动跟踪参数辨识模型的工程化动态辨识

为解决机动目标参数辨识模型工程应用问题,采用扩张状态观测器等先进的非线性滤波算法,从实测的含有观测噪声的目标位置数据的序列中,直接估计出机动目标运动的一阶、二阶、三阶导数,并结合目标运动模型辨识的理论算法,在工程应用上首次实现了机动目标运动模态和运动模型的双重动态辨识,完成了目标模型动态辨识的工程化设计。

RBF网络用于战车火控系统弹道解算的方法

弹道解算问题对战车火控系统的性能有着直接的影响。传统的弹道解算方法在精度和实时性方面都存在一定的局限性。为了提高解算精度、战车首发命中率和解算的实时性,基于RBF网络的函数逼近及预测能力,将RBF网络用于弹道解算,对传统算法进行优化,得到了新的弹道解算方法。最后对所提方法进行了仿真,发现新方法在解算精度没有降低的条件下,大大提高了弹道解算的实时性。

一种基于跟踪微分器的机动目标跟踪算法

提出了一种基于跟踪微分器(TD)的目标跟踪算法,该算法由跟踪微分器和序贯相似性匹配算法(SSDA)组成。假设目标在视频图像序列第一帧中的位置已知,使用跟踪微分器,可以预测出目标在下一帧图像中的位置,然后再使用SSDA算法,在预测位置的邻域内进行搜索,从而获得目标的准确位置。仿真实验证明基于跟踪微分器的模板匹配算法减少了搜索位置,提高了算法的效率,同时也克服了传统的卡尔曼滤波需要目标运动模型已知的缺点。

战车火控系统射击诸元解算工程模型误差的动态评估

分析了当前战车火控系统中射击诸元工程解算模型的缺点,进行了精确解算模型的研究,包括解弹道模型和解命中模型,通过比较在相同输入条件下工程模型和精确模型的解算结果,可实现射击诸元工程模型解算误差的动态仿真评估。

战车火控半实物仿真运行任务与仿真控制设计

在介绍了战车火控半实物仿真与性能评估系统的基础上,详细叙述了火控系统运行剖面和仿真用例的组成和随机生成问题,并针对我国某典型指挥仪式火控系统的工作方式,合理的确定了仿真运行过程中仿真用例的切换条件,给出了系统总体仿真流程,使得火控系统可以在其各输入量的范围之内进行大样本扫描式仿真运行,为准确的性能评估奠定了基础。

ESO滤波器在运动参数估计中的仿真研究

通常情况下使用Kalman滤波器进行参数估计,然而在目标运动模型和噪声统计特性存在不确定性的条件下,Kalman滤波的应用将会受到一些限制。在分析ESO滤波器滤波性能的基础上,将其应用在运动参数估计中,有效地解决Kalman滤波所遇到的问题。并从系统噪声分别为高斯白噪声、有色噪声和目标作机动运动这三个方面与Kalman滤波器进行了比较。仿真结果表明ESO滤波器算法简单,有效,具有鲁棒性。

战车火控系统目标信息处理的设计与实验研究

机动目标建模与目标信息处理是当前战车火控系统的重要发展方向。在目标模型精度提高以后,只有通过先进的目标信息处理,才能最终提高火控系统的战技性能。本文提出了交互式双循环目标信息处理算法的设计,并在实验室条件下进行了大量的实验研究,为信息处理的工程设计提供了重要的设计规律和丰富的实验数据。

强约束条件下外弹道方程实时解算通用化设计技术

根据基于弹道方程的实时解算算法,解决了强约束条件下非低伸弹种弹道综合系数的统一计算问题,找出低伸弹种弹道综合系数的估计方法,进行了弹道实时解算模型的通用化设计,给出了程序流程并进行了测试。测试结果表明,弹道综合系数的估计比较准确,而解算模型在精度与实时性上均达到满意的程度,具有高度通用化的特点,并且使弹道问题的解算可以完全脱离射表进行。

基于小波的多尺度匹配算法的应用研究

图像匹配技术是目标自动跟踪火控系统中的一个关键技术,介绍了一种基于小波变换的多尺度匹配算法,并将其应用于目标自动跟踪火控系统中。实验表明它通过采用由粗到精的搜索策略,减少了搜索空间,提高了运算速度,具有跟踪精度高、运算速度快和抗噪性强的特点。