全驱动倾转四旋翼式飞枪的建模与控制

欠驱动的机/枪一体式四旋翼飞枪位置和姿态的控制存在耦合,无法实现带俯仰角的悬停射击,移动射击过程中火控策略复杂。设计了一种全驱动的倾转四旋翼无人机,并以此作为飞枪载体,在实现系统解耦的同时,简化了控制分配方法。首先通过牛顿欧拉法对系统进行数学建模,然后利用反步法设计控制器并证明系统稳定性,最后通过Simulink进行仿真实验。实验结果表明:本文设计的全驱动飞枪模型可实现位置和姿态的解耦控制,跟踪误差小,可满足飞枪悬停射击、移动射击的射击要求,适用于实时性要求高的飞/火控系统。

基于HLA的高炮跟踪瞄准仿真系统研究

出于增强系统的通用性、灵活性、重用性和互操作性的考虑,为解决高炮跟踪瞄准仿真过程中遇到的模型重用、仿真系统互操作等问题,提出了基于HLA的高炮跟踪瞄准仿真系统。通过对高炮跟踪瞄准系统的分析,给出了联邦成员划分、系统总体结构以及FOM/SOM设计;最后,阐述了联邦成员的开发流程。整个仿真系统是一个联邦,由4个联邦成员组成,各联邦成员之间通过发送交互达到攻击目标的目的。仿真结果表明,该系统达到实时交互仿真的结果。

图像信息在舰炮远程对岸精确打击中的应用探讨

针对图像信息在舰炮远程对岸精确打击中的应用问题进行了研究,提出了综合应用卫星、无人机、电视侦察弹和成像末制导炮弹等多源图像信息进行远程对岸精确打击的思路,分析了目标战略侦察、定位跟踪、制导攻击和毁伤评估等精确打击环节中图像信息的应用情况及发展趋势,并指出了在图像处理方面需解决的关键技术问题,可为大口径舰炮武器系统的发展提供借鉴。

某球铰式柔性导引仿真与优化

为降低航炮武器系统供弹阻力,根据某直升机武器平台特点,设计基于无链供弹原理的球铰式柔性导引。分析该球铰式柔性导引的基本结构和工作原理,建立闭合弹带在柔性导引中运动和受力情况的数学仿真模型,并根据分析结果对导引结构进行优化;通过试验测试该柔性导引在不同工作条件下运动阻力的变化情况,分析影响其工作性能的因素。结果表明:采用刚、柔结合的球铰式柔性导引能有效降低航炮武器系统供弹阻力,提高供弹可靠性。

弹炮结合防空武器系统集群防御的火力分配模型研究

在弹炮结合防空武器系统集群防御阵地,针对来袭目标群进行合理的火力分配是集群防御阵地实现射击效益最大化的重要因素,也是当前亟需解决的关键问题。在考虑弹炮结合防空武器系统自身结构特点的基础上,针对弹炮结合防空武器系统集群防御的特点,综合处理各种信息,基于非线性二次最优规划理论建立了弹炮结合防空武器系统集群防御的火力分配模型,并给出其相应的控制算法和流程图,实例仿真验证了算法的有效性和合理性。理论分析表明,该控制算法对弹炮结合防空武器系统集群防御的火力分配具有良好的支撑作用,为进一步研制弹炮结合防空武器系统集群防御的协同作战框架具有一定的参考意义。

航炮冲击波作用下的直升机模拟台架数值仿真

直升机航炮在发射时形成的强烈冲击波不仅对周边结构构成损伤,产生的炮振环境还会导致附近设备的失效和损坏,航炮的机弹相容设计一直是武装直升机研制过程中的难点问题。本研究基于经典的爆炸力学理论和某航炮地面靶试实测结果,对炮口冲击波形成的压力场进行了数值拟合,同时考虑冲击波正压时间的差异性,分别建立了超压分布的空间场与时间脉冲场。根据模拟台架与航炮的结构方案,在有限元软件中对炮口冲击波形成的超压扩散过程进行了模拟,然后利用非线性瞬态分析方法,对直升机模拟台架在超压作用下的冲击过程进行了仿真,分析了台架蒙皮、骨架以及连接结构的动态响应变化规律,可以为地面台架的尺寸设计和结构优化提供依据。

高动态环境下基于H_∞滤波的深组合导航技术

捷联惯性导航系统(SINS)/全球定位系统(GPS)组合导航系统是适用飞机和现代武器装备的高精度导航系统。针对高动态环境下GPS/SINS组合导航系统的定位精度问题,以炮射无人机为例提出基于H∞滤波技术的SINS/GPS伪距、伪距率深组合导航方案,用于提高高动态环境下组合导航系统的精度和鲁棒性。仿真结果表明,H∞滤波器不但比Kalman滤波器鲁棒性强,而且可用于带有强有色噪声的高动态系统中,并能保持较高的精度。

高频连续冲击载荷作用下单自由度系统的平衡及控制

针对航炮反后坐问题主要考虑被动缓冲,该文主动寻找航炮射击过程中的高频冲击平衡位置,并提出一种解决方案。考虑简化情形的无阻尼和欠阻尼单自由度系统,研究了系统受到高频连续冲击载荷作用下的平衡状态,保证系统在每次冲击前的状态一致。通过理论分析、四阶龙格库塔法数值计算以及提出的刚度负反馈控制策略,分别计算系统在平衡状态所需的初始条件以及平衡状态的速度和位移。数值验证理论分析结果的正确性,保证平衡状态的鲁棒性。研究结果对于实际受到高频连续冲击的系统具有一定的参考价值。

连射航炮随动系统稳定控制策略研究

为了提高武装直升机持续高精度稳定射击能力,分析了机载航炮随动系统连发射击时所受负载扰动,设计了一种改进型负载转矩观测器,对系统冲击载荷进行实时观测,同时引入观测值作为电流环的前馈补偿。并将非奇异快速终端滑模控制应用于转速环,保证了系统收敛时间有限性,抑制了系统抖振,提高了系统抗扰动能力。仿真结果表明,该仿真模型能模拟航炮随动系统连发射击状态,提出的控制策略不仅能提高系统稳态精度,而且能削弱冲击负载对航炮随动系统性能影响,增强了系统的稳定性。

新型高炮仿真训练系统研究

为满足防空作战多科目、多层次和多内容训练的需要,缩短训练时间,提高训练效率,采用模块化设计思想,提出了高炮仿真训练系统的功能模块和系统组成;空情导调模块是训练系统的导调部门,作训部门通过其可制造假想敌情和实施演练科目的导调;战场仿真模块模拟战场环境和武器平台,检验指挥决策是否合理;辅助决策模块可辅助指挥员实施防空作战指挥,提高指挥员的作战指挥与决策能力。该高炮仿真训练系统对于其他武器平台的仿真训练具有一定的参考意义。

基于航空照相枪的数字暗盒设计

航空照相枪是一种安装在歼击机上的小型电影摄影机。传统照相枪主要存在判读环境受限制、判读准确度低、工作可靠性差、效率低等问题。设计了由百万像素CMOS图像传感器、大容量闪存FLASH和CPLD为主要部件组成的数字暗盒。使用基于CPLD状态机设计技术,4片闪存分时存储数据,实现无缓存无压缩实时存储,可以有效地提高判读效率、准确度问题,并使计算机自动判读成为可能。

舰炮对空中目标命中与毁伤判别技术研究

在外场试验条件下,舰炮系统对于空中目标打击的命中和毁伤效果较难统计和评估,通过构建模拟战场环境和威胁目标航路,驱动舰炮系统完成捕获跟踪目标、解算诸元、模拟射击等工作过程,建立半实物仿真环境,计算射击弹丸的外弹道与理论目标航路的空间位置,进行命中判别和毁伤评估。可应用于舰炮系统的射击效果自检或试验场的射击效果评估。

舰炮对岸弹道跟踪预测射击校正使用方法研究

采用大地主题解算方式实现大口径舰炮远程对岸靶标射击,通过舰载跟踪雷达跟踪弹丸弹迹数据进行落点预测,在火控解算中进行射击校正,提高武器系统对岸打击效能。结合对岸靶标实弹射击验证,分析了无人机图像匹配、经纬度目标定位、弹迹测量解算、弹道气象初速等因素对射击精度影响,为舰炮对岸靶标射击弹道跟踪预测校正提供了作战使用技术支撑。

航炮寿命分布检验及可靠性评估

该文根据10门AM23航炮寿命试验的数据,进行了寿命分布形式的检验,证明航炮平均寿命分布可以用指数分布形式来描述。在此基础上,根据寿命试验数据对AM23航炮的平均无故障发数(MRBF)进行了评估,确定了该种航炮的MRBF点估计值和双侧区间的上、下限值。这些可靠性数据可供AM23航炮生产、使用部门参考。

炮射无人机飞行姿态稳定控制系统设计

为解决炮射无人机在巡航阶段的飞行姿态稳定控制问题,在考虑炮射无人机静稳定的前提下,运用改进的比例反馈控制方法,对炮射无人机的纵向和侧向二维线性模型,进行了姿态稳定控制仿真.仿真计算结果表明,比例反馈控制方法对炮射无人机的姿态稳定控制过程实用而有效.