基于改进最小二乘步骤的NARMA模型辨识非线性时变结构系统

基于时变非线性自回归滑动平均模型利用改进的递推最小二乘算法提出一种用于非线性时变结构系统辨识的方法。利用线性变换将非线性时不变结构系统的动力学模型转化为非线性自回归滑动平均模型,然后将非线性项展开为系统输出数据的多项式的形式。利用短时时不变假设,通过改变模型的参数跟踪系统参数的变化,将非线性时变系统的辨识问题转化为线性时变系统的辨识问题,再利用改进的递推最小二乘算法实现对非线性时变结构系统的辨识。最后通过一个具有非线性时变刚度的三自由度结构系统的仿真算例表明,该方法可以有效地辨识非线性时变结构系统。

防空战斗部总体结构设计及威力评估软件系统开发

针对现有防空战斗部威力评估软件可扩展性和通用性不强的问题,开展了典型防空战斗部威力评估流程分析,构建了防空战斗部威力评估软件共性框架及扩展接口,结合理论分析模型和高效图像处理技术,开展了防空战斗部总体结构设计及威力评估软件系统开发。应用算例表明,该软件系统具有良好的人机交互功能和图像展示功能,可为战斗部总体结构设计和威力评估提供辅助。

偏心起爆战斗部起爆状态研究

对偏心起爆战斗部主要威力参数进行了定义,结合ANSYS DYNA3D数值仿真的结果对四分圆、六分圆和八分圆的起爆组合方式及其数据特点进行了研究,并结合目标探测精度建立了此类型战斗部起爆状态的优选方法。可用于战斗部起爆结构设计和起爆控制参数的设计。

基于遗传算法的有限推力轨道拦截优化研究

遗传算法是一种具有通用性、鲁棒性及全局最优性等优点的自适应优化技术。文中建立了空间飞行器的有限推力轨道拦截数学模型,并以空间飞行器燃料消耗最小为优化目标函数,运用遗传算法对空间飞行器的拦截变轨参数进行了优化设计。为了解决轨道拦截这一多约束优化问题,在遗传算法中引入了罚函数方法,并通过动态改变算法参数来改进优化的收敛性。在对低地球轨道目标的拦截仿真中,选择发动机燃料质量秒耗量、推力作用方向和作用时间为优化参数,仿真结果证明了该方法在带约束有限推力轨道拦截优化中的有效性。

质量矩控制技术的机理分析及方程简化研究

针对质量矩控制技术的动力学问题,提出了质量矩控制导弹的动力学模型,通过对导弹各参数的理论和数值计算分析,对影响导弹快速响应的主要因素在不同的条件下进行研究,分析了质量矩控制方法迅速改变弹体姿态的能力;在自旋速度满足一定的条件下通过对模型参数的摄动分析,得到质量矩控制导弹的简化动力学模型,仿真分析表明该模型是非线性控制系统分析、设计的基础。

基于H_∞性能指标的质量矩拦截弹鲁棒控制

以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础,利用微分几何的反馈线性化理论,得到一个解耦线性系统,考虑到拦截弹的鲁棒性要求和3个滑块的协调控制问题,提出采用双回路的设计方法,内回路采用线性二次调节器(LQR),外回路采用考虑混合灵敏度问题的H∞控制设计。仿真结果证明了该方法动态性能满足设计要求,同时对系统参数的不确定性具有较强的鲁棒性。

2m长As-Se-Te玻璃红外光纤传像束

文中介绍了传输 2～ 12 μmAs Se Te玻璃红外光纤所用原料提纯和玻璃熔制工艺改进的方法。分析了损耗、填充系数K和面反射对透过率的影响。将制备出的红外玻璃光纤 ,用WQF 4 0 0傅里叶变换红外光纤光谱仪测试其损耗 ,光纤损耗值明显降低。把单丝直径 φ≤ 80 μm的As Se Te玻璃光纤制成 10 0像元× 10 0像元、长度为 2m的传像束。前、后两端分别配置可调焦的红外透镜 ,入端对准 5m处 4 0 0℃黑体炉 φ =3mm的小孔 ,出端与热像仪连接 ,经过光学扫描和信号处理后 ,在计算机屏幕上显示出圆形的黑体热像。结果表明 ,在特殊环境中用As Se Te玻璃红外传像束 ,传输热像是最佳设计方案之一。

凝视红外成像制导系统数学建模与仿真技术

基于凝视红外成像制导工作的原理,论述了凝视红外成像末制导系统虚拟样机及其工作环境建模方法,介绍了红外成像制导仿真系统数学软硬件环境和仿真方法,给出了初步的数学仿真结果,对开展凝视红外成像末制导系统技术研究具有指导意义。

侧窗头罩高速层流流场光学传输效应数值模拟

高速流场光学传输效应是影响红外成像末制导技术在高速导弹上应用的关键。研究了气动光学传输效应中层流流场光学传输分量的计算方法,应用光线追迹法和物理光学方法研究层流流场引起的像偏移和低程度的像模糊,结合典型状态下的流场数据,进行了高速层流流场光学传输效应的数学仿真,得到了仿真计算结果。采用实际计算出的流场数据,得出的计算结果与工程计算的结果相比较,证明所建立的气动光学高速流场光学传输效应理论模型基本正确,可以用来进行仿真计算。

质量矩拦截弹的模糊滑模姿态控制系统设计

质量矩控制是一种全新的飞行控制方法,与广泛应用的空气动力控制相比,可以避免飞行器在超高马赫数飞行时舵面的气动加热问题,而且可以提高飞行器的机动性和敏捷性。以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础,通过对模型合理的简化,得到一个耦合的非线性动力学系统,考虑到系统的鲁棒性要求和三个滑块的协调控制问题,利用滑模控制设计了拦截弹大机动飞行时的姿态控制系统,同时采用模糊逻辑算法抑制系统的抖振现象。仿真结果表明系统性能指标满足设计要求,只需微调滑块位置,即可以实现拦截弹的姿态控制。

舵机反操纵负载台设计

反操纵气动力加载设备 ,技术关键在于加载强度大 ,对称性与线性度要求高 ,加载元件小巧 .通过引用机器人的平衡技术 ,解决了上述技术关键 .

窗口辐射对红外成像探测影响的研究

首先分析高速飞行器采用红外成像制导遇到的头罩热辐射问题,通过研究自然背景和光学窗口辐射背景影响红外成像系统灵敏度的特点,提出减小高速飞行器红外头罩热辐射影响的技术途径。介绍了中波窗口材料热辐射对红外成像器图像影响的试验情况,对红外成像系统在高温窗口存在的条件下实现目标跟踪的可能性和技术途径进行了分析。

凝视红外成像末制导系统性能测试评估方法

针对国外新一代高速导弹的特点,结合红外成像探测系统要求及其工作环境,开展凝视红外成像探测系统在高速导弹上应用的性能测试和评估方法研究,提出了高速导弹气动光学效应环境的分析与测试方法和气动光学效应下的末制导探测系统性能测试评估方法,并通过风洞试验、数学仿真和实验室性能测试试验进行红外成像末制导系统各项性能的测试,从而全面评估红外成像末制导系统在高速导弹中的应用性能,为开展凝视红外成像末制导系统的设计和优化提供了重要依据和指导。

多站组网时差测量定位精度算法研究

针对多站组网时差测量无源定位系统定位精度的要求,提出一种最大定位误差计算的工程算法。结合多站组网被动定位系统的特点,通过适当的数学处理,抓住影响定位精度的主要因素,忽略次要因素,得到物理意义明晰、便于工程应用分析的算法。通过仿真,与严格公式的计算结果进行对比。

以冲压发动机为动力的导弹爬升弹道研究

针对以冲压发动机为动力的战术导弹的爬升弹道,首先考虑了发动机的特性,对导弹加速爬升的性能进行了系统分析,获得了导弹加速爬升过程中剩余功率和燃油消耗量随飞行状态变化的规律。利用这些规律形成遗传算法弹道优化的初始种群,仿真证明可以高效地收敛获得最优弹道。在优化中综合考虑了飞行时间和耗油量,对不同优化目标的弹道进行了优化和比较。为以冲压发动机为动力的战术导弹的弹道设计提供了理论参考。

基于伴随方程法的材料热传导系数反演方法

建立利用材料内部温度场的测量结果反演材料热传导系数随时间和空间位置变化函数的伴随方程法,参考迭代正则化的思想在优化过程中给目标函数设置停止准则.对典型算例计算表明,方法在测量噪声较小情况下能得出较为合理的反演结果.但在有测量噪声的情况下,反演结果与真值在边界x=0和L处存在着一定偏差.当测量噪声较大时,反演结果与真值的偏差较为明显,且初值选取会对反演结果有相当大的影响.

一种基于误差四元数的战术导弹垂直发射姿态调转控制器

针对战术导弹垂直发射姿态调转时的快速性要求 ,研究了垂直发射快速姿态调转的控制问题。首先基于误差四元数并结合垂直发射的具体特点 ,建立了战术导弹垂直发射的非线性数学模型 ;然后通过李亚普诺夫第二方法进行控制系统设计 ,得出了基于误差四元数反馈控制器 ,分析了系统的稳定性和鲁棒性。该控制器实现了绕欧拉特征轴的旋转 ,缩短了姿态调转的时间 ,最后通过仿真验证其有效性。

高频地波雷达海杂波特性仿真与分析

基于Barrick的海浪散射截面方程,研究了与海态有关的海浪散射系数模型,并根据高频地波雷达的海杂波特性,构造海杂波功率谱密度数学模型,实现了海杂波散射系数和功率谱密度的数值计算和仿真。仿真结果为雷达系统探测性能分析提供了理论依据和有力支撑,成为雷达系统仿真的重要组成部分。

质量矩拦截弹的非线性预测控制器设计

文中以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础,通过对模型合理的简化,得到一个耦合的非线性动力学系统,考虑到系统的鲁棒性要求和三个滑块的协调控制问题,利用非线性预测控制设计了姿态控制系统。考虑到系统的不确定性,对系统的鲁棒性进行了分析。仿真结果证明了这种方法的有效性。

战术导弹垂直发射控制的输出解耦变结构方法研究

战术导弹垂直发射时需要姿态快速机动 ,这造成了在姿态调过程中导弹呈现较严重的非线性和耦合特性。针对垂直发射时系统的要求和特点 ,利用输入输出解耦变结构控制方法 ,研究了战术导弹垂直发射姿态调转的控制问题。首先结合垂直发射的具体特点 ,建立控制系统非线性数学模型 ;然后利用输入输出解耦变结构控制方法 ,进行导弹垂直发射姿态调转的控制系统设计 ,得到了具有良好鲁棒性的非线性控制律 ;