高旋弹二维修正引信双旋结构气动特性及气动力表征

针对配二维弹道修正引信高旋弹具有弹体气动参数非对称、纵向和横向修正紧密耦合等问题,为了准确表征高旋弹气动参数、明确修正弹丸气动特性和产生机理,提出了基于CFD(computational fluid dynamics)仿真的双旋结构气动力计算分析方法.在构建双滚转域流场仿真模型的基础上,对比了二维修正引信不同控制状态下的弹丸受力情况;明确了高旋弹固有气动力和二维修正引信所引起的气动力;建立并推导了攻角与滚转角耦合情况下的舵片受力模型.研究表明:针对二维修正组件,需要考虑合攻角与舵滚转角的相对位置关系以计算诱导阻力;受迎背风和舵片绕流影响,舵片受力模型和弹体的横、纵向气动力均随攻角、滚转角及马赫数变化.

基于锁相环的高旋飞行体滚转角估计方法

针对高旋飞行体滚转角速率难以直接测量的问题,通过分析高旋飞行体的角运动特征,建立了滚转角运动模型,提出了一种基于地磁信息和锁相跟踪的滚转角估计方法。首先利用最小二乘过零检测方法,提取地磁传感器测量的角频率信息,进而解算得到高旋飞行体的转速信息,再根据高旋飞行体角运动特性和俯仰、偏航轴陀螺测量信号特性确定三阶锁相环环路滤波参数,对提取的角频率信息和转速信息进行锁频锁相跟踪。通过软件仿真和载体试验分别对滚转角估计方法进行了验证。结果表明:利用三阶锁相环方法对高旋飞行体滚转角频率进行有效跟踪,能够获取滚转角速度和滚转角,满足高旋飞行体姿态实时解算要求。

高旋制导弹药转速测量装置及方法研究

针对高旋制导弹药高转速难以精确测量问题,设计了一种基于地磁传感器的转速测量装置,测量装置主要采用了HMC1053三轴地磁传感器和STM32H753 ARM芯片来完成转速测量功能。根据地磁传感器输出信号特性,利用过零点检测方法对转速信号的时域特性进行了仿真和分析,分别采用短时傅里叶变换和连续小波变换方法对转速信息的时频特性进行了仿真分析和对比,结果表明采用连续小波变换方法得到的频率分辨率更高,求解的转速精度更高。最后通过机床转速试验及弹载飞行试验进行验证,机床转速试验解算的转速最大误差为0.011 3 r/s,试验结果表明了转速测量方法的可行性,为高旋制导弹药的导航和制导技术提供相关的支持,具有一定的工程应用价值。

高旋弹药飞行姿态测量用半捷联MEMS惯性测量装置研究

针对高速旋转弹药姿态测量中,传统的MEMS捷联惯性测量系统由于角速率传感器在量程和精度上不能同时满足测试要求而存在姿态测量精度低的问题,提出了半捷联MEMS惯性测量的概念、原理和半捷联MEMS惯性测量的实现方法;同时针对半捷联MEMS惯性测量系统的组成结构,对半捷联MEMS惯性测量装置进行了介绍。通过对动力输出仓、控制-驱动电路安装仓、惯性信息敏感仓和惯性信息采集仓的结构和功能说明,阐述了半捷联MEMS惯性测量的实现方法。该装置可在弹药高速旋转情况下为微惯性测量单元提供稳定测试环境,有效抑制高旋弹药对惯性系统姿态测量精度的影响,为高旋弹药姿态测量和常规弹药制导化提供了新的思路,具有一定的工程应用价值。

基于小波变换和陀螺的高旋弹角运动测量技术

为解决陀螺测量高旋弹角运动参数的问题,在对高旋弹的运动特性进行分析研究的基础上,建立陀螺测量角运动参数的数学模型,提出基于小波变换和陀螺的高旋弹角运动参数测量方法。先对基于俯仰轴安装的陀螺测量数据进行小波滤波,得到近似正弦曲线的耦合角运动曲线,再利用正弦曲线过零点和极值点计算弹体俯仰角速度、滚转角速度及滚转角。实验证明,所提方法能有效测量高旋弹的俯仰角速度、滚转角速度和滚转角,测量结果精度较高。

基于磁阻传感器的高旋弹转速测量方法

在现代化战争中,常规弹药的智能化具有重要意义。而在智能化改造过程中,面对高过载、高转速的测试环境,传统的惯性器件在量程、精度、成本上已经无法满足工程需求。地磁场作为一个有规律的稳定场,它在地球科学、航空航天、资源探测、交通通讯、国防建设、地震预报等领域有着重要的应用。针对常规弹药转速旋转的特点,利用地磁传感器组合安装方式采集地磁数据。通过软件算法计算出地磁信号过零点的时刻,进而结算出弹体旋转速度。经过试验验证,证明了此种方法的可行性。

高旋交变磁场疗法治疗肩关节周围炎患者疗效观察

目的观察高旋交变磁场用于治疗肩周炎患者的临床疗效。方法 100例肩周炎患者随机分为磁疗组(50例)和对照组(50例),磁疗组给予患者患侧肩关节磁疗,对照组给予患者肩关节中频电疗。两组均在治疗开始前和2个治疗疗程后给予患者肩关节活动度及疼痛程度评分。结果经过两个疗程治疗后的临床疗效比较,磁疗组总有效率(98%)明显高于对照组(88%);两组患者患侧肩关节活动度及疼痛评分治疗前后均有明显改善(P<0.01);磁疗组治疗后关节活动较对照组明显改善(P<0.05),疼痛程度评分也较对照组明显改善(P<0.05)。结论高旋交变磁场治疗方法可以更有效地改善肩周炎患者患侧肩关节活动度及疼痛程度,提高临床治疗总体有效率。

高旋弹丸背景涡流磁场建模与补偿

为了实现高旋弹体姿态的高精度测量,对弹丸背景涡流磁场进行了理论研究和数学建模。基于等效线圈的思想推导了涡流磁场的单轴感应模型和三轴等效磁偶极子物理模型。利用磁矩在空间中的磁感应强度分布理论,建立了三轴耦合涡流磁场的数学模型,给出了涡流参数的表达式。结合误差传递的思想分析了涡流磁场引起的姿态测量误差,进行了数值仿真与半实物实验研究。结果表明:利用提出的涡流磁场模型进行补偿后的地磁分量测量误差小于0.01 A/m,补偿后的姿态角解算误差在±1°以内。为了满足高精度弹丸姿态测量的要求,必须要对涡流干扰磁场进行补偿。

滑块机构下高旋弹头的姿态角速度控制

针对高旋弹头滑块控制的特点,提出了动态方程和静态方程的概念;以双滑块机构为模型,建立了动态姿态动力学方程,运用线性化手段将方程化简;并列写成标准的状态空间形式,以满意控制理论设计了反馈控制律,以达到控制俯仰、偏航角速度的目的;针对某型高旋弹进行了仿真研究。仿真结果表明控制效果明显,为实际工程应用提供了必要借鉴。

高旋火箭弹GPS/SINS组合测姿方法

针对GPS/SINS组合导航系统在高旋火箭上应用所遇到的初始对准困难、误差累积迅速等姿态解算难题,通过速度角辅助,提出了分段滤波进退算法修正初始滚转角技术。通过不断修正分段初始滚转角使SINS解算更趋于合理值。利用速度角修正技术,去除高速旋转造成的误差累积,再通过卡尔曼滤波得到较为准确的姿态信息。仿真结果表明,分段滤波修正初始滚转角可以有效地解算出较为准确的姿态信息。对实测数据的处理也证明,该技术可以应用于实际工程,解算得到的姿态信息满足工程需要。

高旋环境下轴向减速装置设计方法

针对高旋环境下测试困难、测量精度低这一问题,提出了一种能在高旋环境下实现轴向减速装置,以达到稳定的良好的测试环境;该装置通过驱动仓内大量程陀螺仪测得的转速反馈给控制系统,控制系统输出控制信号来控制伺服电机,同时电机捷联内筒仓,使其相对外部转动方向反向旋转,实现轴向减速;实验结果表明,该装置可在高旋弹药飞行过程中提供稳定测试环境,从而得到更精准的姿态解算结果,为高旋环境下的测试提供了新的思路,具有广阔的应用前景。

基于变论域模糊控制的高旋弹姿态控制算法

针对高速旋转弹姿态控制系统存在的模型不确定、非线性、强耦合等问题,提出了基于变论域模糊控制的参数自适应姿态控制算法.在建立姿态控制模型并通过前置反馈补偿方法对俯仰偏航通道进行解耦的基础上,利用变论域模糊控制器对姿态闭环反馈控制系统参数进行在线自适应整定.仿真结果表明:变论域模糊控制器能有效改善闭环反馈控制系统的动态响应特性,减小弹体参数时变对控制器性能的影响,提高其适应性.

滑块机构下高旋弹头的逆系统设计方法

建立了滑块机构下高旋弹的姿态方程,采用逆系统方法对非线性模型进行了解耦控制研究,得到了完整的状态方程,分析了基于逆系统理论解耦的可行性,推导出状态反馈后的a阶伪线性系统和内环控制算法,而后用极点配置原理设计了外环PID(Proportional Integral Derivative)控制律,形成了完整的闭环控制结构,最后的仿真表明:滑块机构和逆系统方法对高旋弹的姿态控制是有效的,且PID控制律的引入使得此方法更易于工程实现。

高旋弹用实时数据处理与存储系统设计

针对高旋弹数据分析与存储的实时性、小空间、低功耗、大容量要求,设计适用于高旋弹用实时数据处理与存储系统;并提出一种数据处理与存储方法,实现了常规炮弹在飞行过程中的传感器数据实时处理与获取。首先针对高旋弹工作环境与数据采集过程进行分析,确定数据处理与存储需求;结合需求,利用Cortex-M7与FPGA的双核心架构配以外部并行高速ADC,实现传感器信号的采集与处理,利用高速FMC总线控制大容量片外FLASH,实现处理数据的存储,在此硬件基础上,提出了同步高速数据采集与存储方法。通过高速转台地面试验和实弹飞行验证了系统功能的正确性,其对常规炮弹弹道环境力以及制导化研究具有很大的应用价值。

高旋弹头滑块控制的建模与仿真

建立了双滑块机构下的高旋弹头动力学分析模型,对气动力矩变化和惯量张量变化给外弹道参数带来的影响进行了仿真研究,结果表明:双滑块机构对弹道三维方向的改变均有效果,同时弹头飞行攻角也是逐渐减小,因此系统的稳定性也是可以得到保证的,这就为后续的闭环控制提供了必要的保证。

抗氧化法制备高旋光度的新型手性拆分试剂R-四氢噻唑-2-硫酮-4-羧酸

目的对R-四氢噻唑-2-硫酮-4-羧酸合成产率的影响因素进行探讨,并通过抗氧化方法优化合成工艺。方法以L-半胱氨酸和二硫化碳为起始原料,在硫酸铜作催化剂的条件下合成目的化合物,比较不同抗氧化方法的结果,并对亚硫酸钠的抗氧化进行了优化。结果产品收率提高到75%,比旋度高达[α]2D0-102.1,均比原来提高了约10%,产物的化学结构经IR和1HNMR确定证。结论优化后的方法简便、有效。

一种基于磁传感器的高旋火箭弹滚转角测量方法

为了实现高旋火箭弹在惯性系下滚转角的实时精确测量,提出了一种基于磁传感器的测量算法。采用磁传感器测量信息实时解算弹体基准相对于地磁矢量的滚转角,结合地磁矢量相对惯性系的角位置,确定弹体在惯性系下的滚转角。提出采用五点三次平滑滤波处理磁传感器采集数据,不需要进行迭代计算且不依赖于载体的动力学模型,可实现实时滤波解算。数学和半实物仿真结果表明,所提出的测量方法能够有效抑制噪声的影响,使测角精度提高1倍,满足高精度和实时性的要求。

高旋掠飞弹载激光雷达对地面装甲目标的分割与识别

为了完成搭载单元激光雷达的高旋掠飞弹药对地面装甲目标的提取与识别,充分考虑高旋掠飞弹药的稳态扫描过程,提出了一种用于弹载单元激光雷达一维距离像的目标分割与识别方法。首先通过基于梯度的自动生长阈值分割算法对一维点云数据进行预分割,并获取初始聚类数与聚类中心;接着基于改进的kmeans算法对分割结果进行调整,实现对装甲目标的优化分割;最后将分割出的目标与真实装甲目标进行特征匹配从而识别装甲目标。实验结果表明:此方法能在不同的高度、视场角下有效地对装甲目标进行分割与识别,为高旋掠飞弹药目标识别研究提供技术支持。

高旋掠飞弹载激光雷达稀疏点云插值算法

为解决掠飞弹载激光雷达点云数据稀疏的问题,提出一种区分边缘点与非边缘点的分类插值重构算法。通过待插值点邻域点集的高度差对待插值点分类;对边缘点采用改进的最近邻插值算法;对非边缘点采用邻域点集反距离加权插值算法。仿真结果表明新算法能有效保留距离像的边缘信息,为后续距离像的目标分割提供技术支持。

差分进化智能算法在高旋弹气动辨识中的应用

针对传统方法对初值选取敏感问题,将差分进化算法(DE)应用到气动参数辨识中,取代传统极大似然方法中的牛顿迭代梯度优化方法,对高旋弹的气动参数进行全弹道辨识。文中首先对可辨识性问题进行分析。通过仿真计算,证明该方法与传统极大似然方法相比辨识结果更加稳定,并通过反算弹道的方法证明了该算法收敛速度快,全局寻优能力强,具有较高的精度,并且解决了传统方法对初值敏感问题。