快速仿真方法在蒙特卡洛打靶中的应用

基于M atlab/RTW的快速仿真方法是一种适用于大批量运算的仿真方法。以某型巡航导弹为研究对象,首先建立了导弹六自由度数学模型,然后利用该快速仿真方法对其进行了蒙特卡洛打靶,完成了对导弹的制导精度和脱靶量的评估。仿真结果表明,该快速仿真算法可以有效地加快仿真速度,从而大大提高仿真的效率。

基于微小卫星的空间目标光学探测定位方法

为实现空间目标的天基光学观测,利用双星定位原理,采用仅测角的观测方式,结合最小二乘法建立了双星几何定位模型。考虑到星点提取作为光学定位算法中的重要一环将直接影响最终的定位精度,因而针对就星图处理部分,分析了星图的灰度特点,采用阈值分割法进行了去噪处理,选取了几种质心法对星点进行提取,利用真实星图对提取结果进行比较,选出了形心法和阈值质心法2种较为可行的星点提取算法。通过仿真计算和蒙特卡洛误差分析结果可知,不考虑误差时,定位误差小于10-5m;考虑主要误差源时,定位误差小于100 m;且姿态误差对定位方法的精度影响最大,数值上可以达到总误差的0.9倍以上,速度误差的影响最小,只有总误差的1/30,可以忽略;定位误差近似呈高斯分布且误差的大小与误差源近似呈线性关系。由此可见,文章所建立的定位算法可以对空间目标实现较为精确的定位。

导弹外头罩分离及落区预测仿真

某些型号导弹发射过程中使用外头罩对内部设备进行保护,为了防止分离后外头罩砸伤工作人员或者相关设备,需要预测外头罩的落地位置范围,并采取相应的防护措施。针对某型导弹外头罩分离系统,在研究固体燃气发生器和正推火箭的外头罩分离方案基础上,建立了外头罩分离过程和坠落过程的动力学模型。采用蒙特卡洛打靶技术,经仿真计算,得到外头罩坠落过程的运动曲线和落点位置的分布范围。本文仿真结果能够为发射装置及人员防护设计提供技术支持。

基于落点预测的火箭弹变系数末制导律

针对经典落点预测导引法存在的制导精度低、稳定性差、自适应性差的问题,提出了基于卡尔曼滤波落点预测的火箭弹末制导律。该制导律在经典落点预测导引法的基础上,结合舵机控制实际要求对导引系数进行了变系数优化设计。对比试验和仿真验证结果表明,变系数导引律具有控制力更平稳,攻角震荡更小,对随机扰动的自适应性好,弹道落点分布集中等优点,进而为其在制导火箭弹的工程应用奠定了理论基础。

基于L1自适应推力矢量型V/STOL飞行器增稳控制

针对推力矢量型V/STOL飞行器起降过渡阶段动力系统转换过程存在的控制量耦合与冗余问题,设计了相应的内环增稳控制器和控制分配策略。首先,利用喷射气流效应经验公式建立了带升力损失项的动力系统与飞行动力学模型。然后,采用非线性动态逆方法设计了外环控制律,采用L1自适应控制方法设计了内环控制律,以补偿系统建模误差及参数不确定性的影响。最后,根据控制冗余度,基于效能分配准则设计了控制分配策略,实现了控制解耦,并进行了仿真验证。蒙特卡洛打靶仿真结果表明,即使存在较大参数摄动,控制器仍然可以很好地跟踪参考输入,这说明设计的控制器控制性能与鲁棒性良好。

基于非线性观测器的自适应动态面制导控制一体化设计研究

针对导弹飞行末段制导控制一体化设计中目标加速度信息难以直接测量的问题,提出了一种基于非线性观测器的自适应动态面控制方法。通过充分利用导弹中便于测量的信息,设计非线性观测器来估计目标加速度。在建立平面内制导控制一体模型的基础上,构建视线角速率动态面,采用自适应控制方法得到虚拟控制量,进而得到制导控制一体化控制律,并对其稳定性进行了验证。仿真导弹拦截三种目标运动形式的飞行弹道,进行了蒙特卡洛打靶试验,而后与未补偿目标加速度信息的自适应动态面控制方法进行对比分析,结果表明该控制方法能够有效削弱末段失稳现象。