基于Matlab/Simulink的弹道修正火箭弹弹道仿真

弹道数值仿真是研究弹道特性的重要方法,文中运用弹道理论分析弹道修正火箭弹的弹道特点,利用Matlab/Simulink平台对弹道修正火箭弹的模块化建模方法进行了研究。依据功能模块划分的基本建模方案,确立了以弹体运动、导航参数测量和导引控制为主要模块的建模方案,给出了实际的建模结果。最后,设置仿真初始条件,利用所建弹道模型进行了仿真,结果很好的符合了火箭弹的弹道特点和飞行规律,验证了弹道模型的可行性和有效性。

基于数值仿真与飞行试验的弹道修正火箭弹阻力系数简易辨识

作为单通道鸭舵控制弹道修正火箭弹研究的关键技术之一,气动系数的辨识是实现弹体飞行控制的前提与基础。该文以阻力系数简易辨识为主要研究内容,主要探讨数值仿真与飞行试验相结合对阻力系数进行辨识的方法。利用Grigen网格划分技术和Fluent流体力学仿真(CFD)相结合,获得弹道修正火箭弹的仿真气动数据;通过弹体的受力和力矩分析,建立六自由度弹道模型;根据飞行试验数据,对比分析弹道模型与仿真气动数据,对阻力系数进行修正优化。通过试验验证,经过修正的阻力系数精度得到很大提高,对于研究弹道修正弹的弹道特性规律和制导控制设计具有参考价值。

单通道鸭舵控制的弹道修正火箭弹传递函数研究

为更好地对弹道修正技术的制导控制进行研究,以弹道修正火箭弹的传递函数为研究对象,重点解决弹道变化量与控制变量的传递关系,实现对弹道偏差量的准确反馈;根据弹道扰动方程和自动控制理论,结合比例导引算法,求解出单通道鸭舵控制弹道修正火箭弹的传递函数;采用传递系数对弹道倾角变化量与舵偏角度的关系进行了解析,在理论上分析了影响弹体传递系数的主要影响因素。通过仿真验证分析了不同的影响因素下传递系数的变化。结果表明:理论分析是正确的,不同舵机结构传递系数的主要决定因素是舵片的布局和结构,不同飞行弹道下传递系数的主要决定因素是空气密度,为制导控制系统的设计与优化提供良好的理论支持。

弹道修正火箭弹对面目标射击的最佳CEP研究

为了确定弹道修正火箭弹的设计指标——圆概率误差(CEP),基于射击毁伤理论,运用像素点法给出不同CEP的毁伤效果图,直观清晰地展示了CEP对毁伤效能的影响。通过矩阵法建立毁伤比计算模型,基于效费分析建立效费比计算模型,得出了某给定条件下不同目标幅员且不同CEP下的毁伤比和效费比。结果表明:该型弹道修正火箭弹的最佳CEP为55m左右,为弹道修正火箭弹的CEP设计提供了理论支持,为其它武器的最佳CEP求解提供了参考。

抗野值卡尔曼滤波在火箭弹落点估计中的应用

为了实现火箭弹精确打击,根据飞行弹道参数对弹道进行修正。应用文中提出的双气动参数辨识算法,去除出现在信号初始阶段的野值,降低对后续卡尔曼滤波的影响。随后利用基于新息判断野值的卡尔曼滤波器,结合质点弹道模型,建立了卡尔曼滤波弹道模型,对一段飞行参数进行野值的去除与滤波,并对火箭弹落点进行外推。结果表明,该方法可以将量测数据中的野值有效去除。落点估计可知,外推时间的推后可以增加预估的精度。

低旋鸭式弹道修正火箭弹控制力与控制方法研究

针对单通道鸭式弹道修正火箭弹,分析了控制力的产生原理,提出了一种新的舵偏控制方法。简述了弹道修正火箭弹的系统组成和工作原理;根据弹体滚转特性,采用周期平均法确定了弹体在俯仰通道和偏航通道的控制分量;基于周期平均力产生的原理,确定舵机换向的次数、换向相位的选择方法,提出了零位过渡的舵偏控制方法,减小舵机瞬时偏转带来的扰动和对稳定性的影响;对比修正能力,采用正弦舵偏控制方法,确定了控制力的最终算法。最后,通过半实物仿真试验验证,表明正弦舵偏控制方法具有很好的可行性和有效性,能够实现良好的响应速度和控制精度,为后续的制导控制设计提供了有效的理论和技术支持。

脉冲发动机修正能力分析与建模

研究火箭弹脉冲发动机优化问题,对于脉冲控制的弹道修正火箭弹,要提高火箭弹的毁伤率,掌握脉冲发动机的修正能力是实施修正的前提。为此提出建立含脉冲控制力的6自由度弹道运动模型,利用仿真分析了脉冲发动机作用冲量、作用时间、作用角度、弹体转速等因素对脉冲发动机修正能力的影响规律,建立了脉冲发动机修正能力模型。仿真结果表明,修正能力与作用冲量成正比例关系,比例系数与作用时间有关,弹体转速对修正能力有一定影响,所建模型精度较高,能够为脉冲发动机实施弹道修正提供可靠依据。

基于ADC模型的点目标最佳CEP求解

火箭弹弹道修正研究中需要提前确定CEP设计指标。为求解适合攻击点目标的CEP设计指标,基于作战效能理论和射击毁伤理论,给出火箭弹命中概率与可靠性的计算公式,推导出与CEP相关的火箭弹作战效能求解方法。基于效费分析建立效费比计算模型,得出了在效能一定时,不同毁伤幅员对应的最佳CEP。通过进一步对比分析修正弹成本,得出修正弹不适合攻击毁伤幅员小、毁伤概率要求高的目标。研究为弹道修正火箭弹的CEP设计提供了理论支持,为其他武器的最佳CEP求解提供了参考。