动力陀螺式激光导引头数学建模及关键算法研究

以“红土地”国产化导引头为例,详细介绍了动力陀螺式激光导引头的结构组成、工作流程和跟踪原理,并阐述了激光导引头数学模型及建模过程。针对其动力陀螺稳定平台特性,研究了其在火箭弹、空地导弹、航空炸弹等平台的应用。针对采用倾斜稳定三通道控制的非旋转弹提出的导引头输出斜率补偿算法,可有效降低导引头输出斜率散布;针对采用双通道控制的旋转弹提出的导引头转速自适应算法,在弹体转速0~10 r/s范围内实现了动力陀螺稳定平台式激光导引头的自适应工作。斜率补偿和转速自适应两种算法均已通过仿真试验考核以及地面联试与飞行试验验证,实现了工程应用。

速率陀螺式激光导引头稳定跟踪原理分析与仿真

激光导引头是激光末制导武器(炮弹、炸弹和导弹)的核心部件,其性能优劣直接影响对目标的捕获、跟踪性能及命中精度,采用计算机仿真技术对激光导引头系统进行建模和仿真是一条有效评估其性能的途径。结合某速率陀螺稳定式激光导引头的结构特点,研究其空间稳定和跟踪的工作机理,并应用多体力学和空间飞行原理建立了该型导引头伺服系统的数学模型。仿真结果证明了导引头模型的正确性,全面体现了激光导引头的稳定与跟踪机理,为激光末制导武器全弹道仿真和激光干扰数学仿真系统的建立提供了模型支持。

激光导引头半实物仿真系统的设计与研制

以某激光导引兵器为背景,研究了将激光导引头实物接入回路的半实物仿真系统的方案、设计与研制。构造了一个激光制导兵器在接近真实飞行环境下,对目标进行瞄准、跟踪和实施攻击的仿真系统。本系统可对该激光制导兵器进行全数字仿真或半实物仿真研究,检测激光导引头接收目标信息、分辨目标、跟踪目标和抗干扰工作能力等。该系统已成功的运用于某型激光制导武器导引头的半实物仿真。

激光导引AGV的自动引导系统设计

激光导引技术是目前AGV系统普遍采用的引导方法,柔性好和精确高是其突出特点.介绍了AGV的基本概念、导引方式、车体结构和运动控制方式,重点介绍了激光扫描车体方位计算原理并结合路径轨迹推算导向法,设计了激光导引AGV的自动引导系统的结构和软件功能.

基于四象限探测器的激光导引镜头的研制

为了满足激光制导对大视场、高线性度探测的性能要求,基于激光制导炸弹的应用需求,介绍了四象限探测器的工作原理和特点,分析了光斑大小、能量均匀性、线性度、探测距离等参数对探测精度的影响;结合系统性能指标,选择了合理的光学系统结构类型,完成了光学系统设计和光机结构设计;利用畸变、点列图、足迹图、能量集中度等指标对系统性能进行了评价,并分析了目标大小和探测距离对光斑大小的影响。测试结果表明,激光导引镜头总视场为±20°、线性视场为±10°、目标大小为1.5~2.4 m、探测距离为50 m^4 km、测角精度优于0.2°,能够满足激光导引的需求。

高重频激光对激光导引头的干扰机理实验研究

研究高重频激光对半主动激光制导导引头的干扰效果与导引头的信息处理能力和干扰信号样式的关系.设计了一套激光半主动制导对抗半实物仿真系统,从信号级研究了导引头的工作原理并设计了多种抗干扰算法进行信号处理,提供了干扰效果评估方案.分析了导引头在搜索阶段高重频激光对导引头编码识别过程的影响,以及导引头在跟踪阶段高重频激光的干扰频率、能量、位置和干扰时机对导引头不同抗干扰措施条件下的干扰效果.实验结果表明,干扰脉冲的能量越大,干扰源与目标的夹角越大,干扰效果越明显;提高干扰激光脉冲的频率会提高干扰成功的概率,缩小导引头的时间波门的宽度会增强导引头的抗干扰能力.

高重频激光对激光导引头的干扰机理研究

高重频激光对导引头的干扰涉及到导引头内部自动增益控制(AGC)电路、脉冲展宽电路及信息处理组件等多个部分,频率、能量等因素对不同电路的干扰效果相互影响、叠加,导致对干扰效果的评估复杂。为确定不同影响因素的干扰效果,研究了激光导引头内部电路对激光信号的处理过程,从信号处理的角度分析了高重频激光对激光导引头的干扰机理与干扰效果,并进行了定性验证实验。结果表明,在干扰激光能够进入导引头波门的前提下,高重频激光能量是影响高重频激光对AGC电路及脉冲展宽电路干扰效果的主要因素;在干扰激光能量达到导引头接收阈值的前提下,重复频率是影响高重频激光对信息处理组件干扰效果的主要因素;定性实验在一定程度上验证了机理分析的正确性。

激光导引头时序抗干扰技术分析及实验

为提高激光导引头抗主动式干扰的能力,在时序上通常采用时间波门精确控制技术、波门内首/末脉冲锁定技术和脉冲时序相关技术等手段。在分析激光导引头的时序抗干扰技术的基础上,针对国内外现役激光导引头所采用的时序抗干扰措施进行了实验设计,对风标式、动力陀螺式、框架式3类激光导引头的抗干扰技术进行了理论分析和实验研究。结果表明:根据激光导引头的受干扰的情况,可实现对采用的时序干扰措施进行较为准确的预测,并据此提出了一种更为有效的激光有源欺骗干扰方法。

高重频激光对激光导引头解码干扰的研究

为有效评估高重频激光对导引头解码过程的干扰效果,针对解码过程中的搜索识别和锁定跟踪阶段,分别建立了干扰效果量化评估模型。通过仿真,重点研究了高重频激光频率因素对采取了抗干扰技术下的导引头的干扰影响。结果表明:干扰效果与干扰激光频率、编码方式、离散化时间宽度以及时间波门宽度有关;高重频对搜索识别阶段的干扰效果要好于锁定跟踪阶段,当频率达到一定值后对两阶段均可实现100%干扰。

激光导引装置在胸部病变CT导引穿刺活检中的应用

目的 评价激光导引装置在胸部病变CT导引穿刺活检中的作用。资料与方法 有手术病理或临床随访的胸部病变CT穿刺活检 335例 ,其中 1 39例应用激光导引装置 (激光组 ) ,其余 1 96例无激光导引装置 (非激光组 )。依据手术病理、临床随访结果对活检病变作出最后诊断。比较激光组与非激光组在诊断正确率、并发症发生率方面有无差别。P <0 .0 5定义为有显著性差异。结果 激光组诊断正确率为 90 .6 % (1 2 6/ 1 39) ,明显高于非激光组 82 .7% (1 62 / 1 96)的诊断正确率 (χ2 =4.31 ,P =0 .0 379)。对于直径 >3cm的病灶 ,激光组和非激光组诊断正确率相近 (分别为 93 .3 %和 89.7% ,χ2 =0 .60 ,P =0 .44) ,但对≤ 3cm的病灶 ,激光组诊断正确率明显高于非激光组 (分别为 88.6 %和 77.1 % ,χ2 =4.1 2 ,P =0 .0 4 2 3) ;对于紧贴胸膜病灶 ,激光组诊断正确率 (94.6 % )略高于非激光组(91 .5 % ) ,两者之间无统计学差异 (χ2 =0 .30 ,P =0 .5833) ,对于非紧贴胸膜病灶 ,激光组诊断正确率 (89.2 % )明显高于非激光组 (79.9% ) (χ2 =3 .87,P =0 .0 4 90 )。激光组和非激光组气胸发生率分别为 1 2 .2 % (1 7/ 1 39)和 1 2 .8%(2 5/ 1 96) (χ2 =0 .0 1 ,P =0 .92 73)。

半主动式激光导引头跟踪角误差的分析与测试

根据半主动式激光导引头的目标探测原理,提出了四象限光电探测器的目标位置解算偏差模型,以及由探测器信号测量一致性引起的测量误差模型,据此进行了数值分析计算和试验验证。数值分析与试验结果表明,目标位于跟踪区外侧时,电路的目标位置解算偏差起决定作用,目标位于跟踪区中心时,探测器测量一致性误差起决定作用。利用本文的分析方法,可在激光导引头跟踪性能试验中,对其跟踪性能指标进行深入的分析与评价。

激光导引AGV车载控制系统

在分析AGV功能要求的基础上.设计了以PC104嵌入式工控机为平台的车载控制系统。采用NAV200激光导引系统导航,以PMAC运动控制卡控制AGV的运动。试验表明达到了设计要求。

用三轴转台测量激光导引发射、接收视场角数据处理问题的探讨

研究了最一般情形下用三轴转台测量激光导引发射、接收视场角数据的处理问题,由此得出一般情形下计算视场角的公式,并给出了较为详细的推导过程。现场调试结果表明:通过该公式进行数据处理后,所得测试结果更符合实际情形,测试精度得到较大提高。

某型激光导引头建模与仿真研究

应用基于机理分析和试验研究的综合建模方法建立了某型激光半主动导引头的数学模型,设计了导引头的试验方案。有激光导引头实物参与的制导控制系统半实物仿真试验的结果表明所建的导引头数学模型是正确的,能够满足系统的要求,而且具有很高的精度。

激光导引差速转向AGV的控制系统设计

介绍了激光导引AGV小车的结构组成、激光扫描系统结构、差速转向原理等,并将激光引导方法和路径轨迹推算引导方法相结合,用于实现AGV的路径引导和运动状态控制,在此基础上设计了两轮差速转向AGV的计算机控制系统。

TMT激光导引星系统设计

激光导引星系统(LGSF)是美国30 m望远镜(TMT)的组成部分之一,在满足TMT对科学目标高分辨力成像和光谱探测的性能需求方面,LGSF具有重要的作用。LGSF主要负责为窄视场红外自适应光学系统(NFIRAOS)和下一代TMT-AO系统提供人造钠导星。本文主要讨论LGSF以下几部分:设计概述,LGSF星群模式,LGSF波前误差分配,发射系统设计。

激光导引头在弹道导弹末制导中的应用研究

针对当前弹道导弹采用单一制导方式带来的制导精度不高的现状,提出了利用激光导引头进行末制导的方案。以最优控制理论和飞行力学原理为基础,考虑导弹速度大小和方向变化,推导了适应弹道导弹末制导段的导引律。提出了实现该制导律必须满足的几个条件,对激光导引头进行了初步建模研究。为后续设计提供了理论基础。

高重频激光对激光导引头的干扰研究

简单介绍了激光制导武器的基本工作原理、导引头的编码体制和抗干扰措施。介绍了有源激光干扰所要具备的必要条件。针对试验现象,分析了高重频激光对不同编码体制的激光导引头的干扰机理。

一种激光导引头抗高重频干扰的方法

通过分析激光半主动制导武器系统导引头波门设置和高重频激光有源欺骗式干扰的特点,提出在波门外判断取样、在波门内对比排除的抗高重频激光干扰的方案,讨论了关键点,包括高重频干扰的判定、参照信号的获取和干扰信号的剔除,并给出了Simulink仿真验证,结果显示波门内干扰信号能有效被排除而制导信号不受影响,表明所提出的方案在原理上是可行的。

基于Qt的激光导引移动机器人监控系统设计

在工业自动化和物流自动化的快速推动作用下,激光导引式移动机器人在柔性制造及智能仓储系统得到广泛应用,物流自动化管理关键技术——激光导引式移动机器人实时监控管理系统目前开发还比较少。采用具有跨平台特性的Qt作为图形用户界面软件开发环境,使用C++编程语言进行开发,设计和实现了激光导引移动机器人状态监控系统。系统实现了对移动机器人的参数设置、速度及传感器数据显示、运动路径DXF格式接口设计及移动机器人运动显示等功能。该系统具有跨平台、易扩展及通用性等优点,在移动机器人监控领域有一定的应用价值。