Modified attitude pursuit guidance law for low-cost missiles using strap-down seekers

Attitude pursuit guidance law is suitable for low cost missiles.A strap-down seeker is used to achieve this guidance law.The additional angles of attack or sideslip caused by wind and by control system are considered as two disturbing factors which make attitude pursuit law impossible.Therefore,general attitude pursuit guidance law did not account for this two disturbing factors,because with those disturbing factors,it is difficult to apply.To solve the problem,the principle of strap-down seeker detecting target is investigated,the mathematical control model is established,then a modified attitude pursuit guidance law which employs the angular correction for those two disturbing factors is presented.It is proved that the modified attitude pursuit guidance law is appropriated to both in the presence of the additional angle of attack or sideslip via the simulations with the mathematical control model and Monte-Carlo method.

烟幕对电视导引头干扰效应的试验研究

采用导引头挂飞干扰试验法,研究烟幕对电视导引头的干扰效应和干扰机理.将电视导引头吊挂在无人驾驶飞艇上,飞艇飞行过程中,利用烟幕干扰设备对电视导引头实施干扰,在动态飞行条件下获得烟幕对电视导引头干扰效应的实测数据.试验数据分析表明,烟幕干扰对电视导引头跟踪状态、跟踪误差、测量视线角、测量视线角速度等多方面性能产生影响,同时从导引头的视轴稳定原理等方面出发对干扰效应规律给出了合理解释.

基于大屏幕的可见光目标模拟器技术研究

介绍了在电视制导武器半实物仿真系统中基于平面直角大屏幕的可见光目标模拟器的组成和工作原理,利用视景仿真软件Vega和MFC实现了视景生成软件的设计与开发,并将其应用于电视导引头的半实物仿真中。仿真结果表明,所提出的目标模拟器及其视景软件能够满足电视导引头半实物仿真的需求。

电视制导无人机导引律研究

电视制导无人机是目前国际上一项热门研究课题,它不仅要求攻击精度高,而且要求命中目标时姿态最佳,以达到最大毁伤效果,同时电视导引头采用小型化结构,其框架角受到限制,容易发生碰框,影响对目标的精确跟踪。鉴于以上因素,提出一种修正比例导引律——在纵向采取考虑无人机命中角约束和俯仰框架角约束的修正比例导引律,在横侧向采取考虑方位框架角约束的修正比例导引律。仿真结果表明提出的导引规律能满足电视制导无人机的战技指标要求。

电视导引头的激光回波分析

阐述了用激光主动扫描法侦察远方飞航导弹来袭方位的原理及实验技术。以电视导引头光学系统为例,运用矩阵光学追迹法对影响“猫眼效应”回波强度的因素进行了定性和定量的分析。研究结果表明:回波强度受导引头光路中光学镜头的相对孔径、摄像管靶面倾斜和离焦的影响较大;扫描激光光束的入射角等因素对回波强度也有一定的影响。在主动扫描装置与被探测导引头相距约5000m、扫描光束的入射角为0.1rad的条件下,导引头光学系统反射面倾斜和离焦使得侦察装置接收到的回波能量与发射脉冲能量之比由理想条件下的1.0%分别下降到了0.004%和0.3%。

电视导引头特性分析

介绍了电视导引头在武器系统中的发展历史,并展望了其发展前景。重点分析了目前电视导引头技术同其它导引技术相比所存在的不足,从作用距离、图像稳定、图像冻结技术以及图像跟踪技术四个方面,就如何提高电视导引头作用距离、稳定性等进行了技术上的分析。

电视制导半实物视线运动仿真误差分析

研究电视制导半实物转台误差和导引头安装误差对制导控制系统实现姿态制导精度的置信度影响问题,针对视线运动系统的精度要求,分析了转台误差和导引头安装误差的影响。为提高制导精度,提出了误差补偿算法。首先根据多体系运动原理,建立了仿真系统转台到弹体各相邻两序体间的误差变换模型;然后综合考虑各误差因素,建立了导引头视线运动仿真的误差模型;最后推导了视线运动仿真误差补偿算法。仿真结果表明,改进方法有效减小了转台误差和导引头安装误差对视线运动的误差影响,提高了仿真结果精度,为空地制导武器系统优化设计提供了依据。

误差功率谱系数加权法在半捷联制导信息提取中的应用

为了解决半捷联成像导引头视线角速率直接提取噪声大的问题,首先分析了半捷联导引头视线角速率随机噪声的来源,建立半捷联稳定跟踪控制回路的模型,推导出各种误差与输出之间的传递特性。在主要的随机误差源统计分析的基础上,得出主要噪声的功率谱响应,依据功率谱响应对半捷联视线角速率各构成部分进行加权得出加权视线角速率。为了验证加权视线角速率的有效性,在制导回路中进行分析仿真,结果表明:加权方法能够有效抑制导引头测量信息的噪声。以半实物的方式实现半捷联电视导引头,在电视导引头完成双闭环后进行扰动隔离及跟踪靶标,将加权视线角速率提取方法提取制导信息与直接提取方法进行比较,实验结果表明,加权提取方法的视线角速率噪声均方差为0.098(°)/s,比直接合成噪声降低了46%。综上所述,加权方法可以很好地改善半捷联视线角速率噪声大的问题。

基于FPGA的视频叠加系统在电视导引头中的应用

在电视导引头应用中,视频叠加显示信息可以为后期诊断调试提供有效的信息,为了能够解决视频叠加信息显示问题,提出了一种基于FPGA的视频叠加系统,该系统采用FPGA对视频的行场频及像素时钟信号进行计数扫描法,利用模拟视频开关将相应的白电平直接叠加到视频输出模拟信号上。该方法具有成本低、可靠性高和易于开发的优点。在最终的实验结果证明,该系统能够达到预期效果,对电视导引头的显示波门信息等应用画面效果良好,能够满足工程应用的需要。

基于外场试验的电视导引头烟幕干扰效应模型构建

通过电视导引头外场挂飞烟幕干扰试验,获得了烟幕对电视导引头干扰效应的实测数据,通过分析实测数据发现了烟幕对电视导引头的干扰机理以及干扰效应的基本规律,据此建立了电视导引头烟幕干扰效应模型。该模型基于外场实体动态干扰试验结果而构建,相比于根据理论分析结果构建的模型更为准确可信,不仅可用于评估烟幕设备对电视制导导弹的干扰效果,同时在光电对抗仿真技术研究及光电对抗仿真系统构建中也有重要应用价值。

隐身对电视导引头的干扰效应研究

通过导引头挂飞干扰试验,研究了目标隐身对电视导引头的干扰效应和干扰机理,基于对试验结果的分析,发现了隐身干扰对电视导引头性能的影响规律,并对这些规律作了合理解释。研究成果对于隐身干扰机理研究、成像导引头的抗干扰设计等领域具有参考价值。

远程多功能导弹寻的制导系统技术研究

概述多功能导弹武器系统的主要技术特点，重点分析多功能导弹寻的制导系统所涉及的关键技术，提出多功能导弹寻的制导系统外场试验考核方法。

电视导引头光学整流罩的瞬态热应力耦合分析

导弹在高马赫速度飞行时,电视导引头的光学整流罩的外表面温度会不断增加,随着温度的增加,导引头将发生热变形。导引头的变形最终导致成像质量下降。为解决上述问题,利用热应力耦合分析方法,将电视导引头的瞬态热度场与瞬态应力场的耦合过程进行了研究。采用APDL语言进行二次开发,完成了光学整流罩的瞬态温度场与瞬态应力场的耦合分析。结果表明,整流罩能满足实际工况需求。通过仿真,在提出电视导引头设计时需要考虑在第一材料段与第二材料段之间使用一些柔性连接,为类似的瞬态热应力耦合分析提供了借鉴。

电视导引头性能分析

以某低成本电视导引头为基础,建立了跟踪系统的仿真模型。采用 MATLAB/Simulink 仿真工具对该系统进行了仿真试验,模拟了转子转动角频率、角动量、弹体振动等因素对系统性能的影响,评估了该系统的总体性能和实际应用的可行性,为电视制导武器系统的研制提供了一定参考依据。

电视导引头模型参考控制器设计

借鉴模型参考控制器的设计思想,采用经过线性二次型输出反馈控制后的系统作为参考模型,以它的输出作为期望输出,让实际输出跟随这个期望输出;二者的误差信号反馈到原系统的输入端,设计出一种模型参考控制器。经该控制器优化后,电视导引头系统的快速性可得到较大提高。参考模型可由RC网络或计算机软件来实现。

基于电磁环境分析的电视导引头系统电磁兼容设计

为了降低电视导引头系统的电磁干扰、提高电磁兼容性能，文章通过对电视导引头系统的电磁环境分析，提出和采用一系列改善系统电磁干扰的措施。经过实际工程验证．这些方法可行、有效，可以提高系统的电磁兼容性能。

某型导引头半物理仿真系统设计

针对某型全捷联电视导引头的末制导测试,在常规的半物理仿真系统中增加了可视化仿真系统和制导环节,搭建了基于典型目标打击的闭环仿真实验系统,为图像跟踪算法及导弹制导律的验证提供了一个平台;整个系统包括可视化仿真、导引头、制导系统、自动驾驶仪系统、弹体动力学、转台及IMU,其中可视化仿真作为闭环的输入端,提供了导弹外场发射的场景,为导引头直接提供战场探测信息,导引头发送目标脱靶量信息至制导系统,通过自驾仪解算及舵机指令输出,经过弹体动力学更新弹体的姿态位置信息,驱动转台同时反馈至可视化仿真系统,实现末制导闭环仿真。最后,通过该型导引头进行了实例测试,仿真结果验证了可视化半物理仿真系统的正确性和有效性。

基于LabVIEW的电视导引头半实物总线控制平台设计

为了实现对总线式机载武器控制系统功能的地面模拟,在对ARINC429总线深入了解的基础上,基于LabVIEW编程语言,采用货架产品与自研实物相结合的硬件环境,设计出一种半实物总线控制平台,给出了完整的设计步骤和信号控制流程,通过对电视导引头的操控验证了该平台设计思路和实现方法的正确性和可行性。结果表明,该平台对电视导引头俯仰和水平方向的操控准确灵活,实时性好,并可以在该平台的基础上,通过对软硬件的改动,实现对导引头的变焦和锁定,完成整体机载武器半实物仿真控制系统的设计。

基于小波分析的电视导引头图像预处理方法

根据电视导引头图像处理系统的要求,基于小波变换的多分辨分析思想,提出一种多尺度小波变换的阈值化去噪(图像恢复)算法并与传统去噪算法进行了比较。该算法在门限化小波细节系数中采用平滑过渡区的思想,克服了传统阈值化处理的小波系数不连续性以及存在恒定的偏差的缺点。实验证明该算法在图像去噪方面是可行的和有效的,满足实时处理的要求,而且能够方便地产生各种分辨率的图像。

具有图像延迟环节的伺服系统的设计

对电视导引头中大延迟环节的校正方案进行了研究,考虑系统噪声的影响,提出了一个基于预报和滤波等算法的数字控制器的设计方案,仿真结果表明,此方案是可行的。