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探测器和角速度陀螺的噪声及刻度尺误差对捷联探测器积分比例导引系统的影响研究

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电子学报 2006年第9期34卷 1653-1658页

作者：王磊夏群利祁载康北京理工大学机电工程学院北京100081

在任何光电测量设备中都存在噪声和刻度尺误差,尤其对于采用捷联探测器积分比例导引制导方式的制导弹药系统,噪声和刻度尺误差是影响系统性能的两个重要因素.本文主要研究了探测器和角速度陀螺的噪声及刻度尺误差对捷联探测器积分比例... 详细信息

在任何光电测量设备中都存在噪声和刻度尺误差,尤其对于采用捷联探测器积分比例导引制导方式的制导弹药系统,噪声和刻度尺误差是影响系统性能的两个重要因素.本文主要研究了探测器和角速度陀螺的噪声及刻度尺误差对捷联探测器积分比例导引系统性能的影响,得到了许多有价值的结论,这些结论在工程实用中具有重要的意义.

关键词：白噪声刻度尺误差捷联探测器积分比例导引

全捷联成像导引头隔离度与寄生回路稳定性研究

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红外与激光工程 2014年第1期43卷 260-266页

作者：温求遒李然夏群利北京理工大学宇航学院北京100081 中国兵器科学研究院北京100089

针对全捷联成像导引头视线角速度提取中隔离度及其带来的寄生回路稳定性问题,首先建立了考虑惯性测量装置和捷联探测器动力学的视线角速度提取模型并进行了简化。选取传感器动力学、信号处理延时、刻度尺为主要误差源,对由其造成的视线... 详细信息

针对全捷联成像导引头视线角速度提取中隔离度及其带来的寄生回路稳定性问题,首先建立了考虑惯性测量装置和捷联探测器动力学的视线角速度提取模型并进行了简化。选取传感器动力学、信号处理延时、刻度尺为主要误差源,对由其造成的视线角速度隔离度幅值及相角变化规律进行了分析。进一步通过构建相应对应全捷联导引头隔离度寄生回路模型,计算了寄生回路稳定域并给出允许误差边界。分析结论表明,视线角速度提取过程中存在的以上误差将带来远较平台导引头大的隔离度问题,并导致寄生回路失稳,因此需在信号处理过程中进行修正。

关键词：全捷联成像导引头视线角速度隔离度寄生回路

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平台相控阵导引头寄生回路和制导性能分析

系统工程与电子技术 2017年第12期39卷 2765-2771页

作者：白瑞夏群利杜肖北京理工大学宇航学院北京100081

结合雷达相控阵波束控制原理和平台导引头稳定跟踪技术,完成了基于平台角速度前馈解耦的平台相控阵导引头(phased array seeker with platform,PASP)控制系统建模。根据前馈信号提取点的不同,完成了相应的隔离度传函与寄生回路稳定性研... 详细信息

结合雷达相控阵波束控制原理和平台导引头稳定跟踪技术,完成了基于平台角速度前馈解耦的平台相控阵导引头(phased array seeker with platform,PASP)控制系统建模。根据前馈信号提取点的不同,完成了相应的隔离度传函与寄生回路稳定性研究。研究表明,与捷联结构相比,采用平台稳定结构能大大提高相控阵导引头的隔离度水平;采用稳定平台角速率陀螺输出作为相控阵前馈信息能够保证隔离度寄生回路具有较大的稳定域。考虑典型随机干扰,利用伴随法,完成了隔离度寄生回路对制导系统的影响研究。仿真结果表明,采用平台相控阵结构,利用角速率陀螺前馈的导引头方案能够有效抑制隔离度寄生回路对末制导系统的影响,获得较好的制导精度,与寄生回路稳定性分析的结果吻合。

关键词：平台相控阵导引头隔离度寄生回路制导性能

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全捷联导引头视线角速度STCKF提取技术

红外与激光工程 2017年第11期46卷 181-189页

作者：白瑞夏群利张道驰北京理工大学宇航学院北京100081 北京电子工程总体研究所北京100854 北京机电工程研究所北京100074

传统的平台导引头可以通过物理跟踪回路直接提取导弹制导所需的视线角速度信息,采用全捷联结构后,导引头失去了直接测量视线角速度的能力,视线角速度需要通过数字计算的方法来提取。针对全捷联导引头精确制导技术工程应用中的问题,首先... 详细信息

传统的平台导引头可以通过物理跟踪回路直接提取导弹制导所需的视线角速度信息,采用全捷联结构后,导引头失去了直接测量视线角速度的能力,视线角速度需要通过数字计算的方法来提取。针对全捷联导引头精确制导技术工程应用中的问题,首先给出了视线角速度提取方案,推导得到视线角速度估计模型,鉴于估计模型的强非线性,采用强跟踪容积卡尔曼滤波算法对视线角速度进行估计。结合小型空面导弹的典型使用条件,通过弹道仿真对视线角速度估计算法的有效性进行了验证。仿真试验表明:导引头在末制导段捕获目标后,能迅速消除滤波初始误差,准确跟踪真实的弹目视线角和视线角速度变化。为验证将滤波输出作为制导信息的可行性,考虑激光半主动全捷联导引头的典型干扰,用蒙特卡洛打靶方法对导弹制导精度进行了考核,1 000次打靶结果显示,对静止目标的制导精度为0.58 m(CEP),对运动目标的制导精度为0.84 m(CEP),满足精确制导武器的制导精度要求。

关键词：全捷联导引头视线角速度强跟踪容积卡尔曼滤波

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空空导弹平台相控阵导引头隔离度特性

系统工程与电子技术 2017年第4期39卷 846-853页

作者：杜肖鲁天宇夏群利北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学机电学院北京100081

为了满足空空导弹在跟踪高速大机动目标时对导引隔离度特性提出的严苛的要求,采取平台式相控阵导引头结构。提出的平台式相控阵导引头采用外框拉杆驱动、内框电机驱动的模型,并在此基础上建立了平台相控阵导引头的跟踪模型、隔离度传递... 详细信息

为了满足空空导弹在跟踪高速大机动目标时对导引隔离度特性提出的严苛的要求,采取平台式相控阵导引头结构。提出的平台式相控阵导引头采用外框拉杆驱动、内框电机驱动的模型,并在此基础上建立了平台相控阵导引头的跟踪模型、隔离度传递函数模型,通过平台角速度前馈实现角速度解耦。研究了采用不同的前馈角速度提取点时对隔离度特性的不同影响。基于不同的隔离度模型研究了隔离度寄生回路稳定域分析和隔离度度寄生回路对制导系统的影响研究。通过上述研究,获得了平台相控阵导引头结构的数学模型,为后续工作奠定理论基础,验证了平台相控阵导引头结构方案具有与相控阵导引头相同的快速性,并且其隔离度水平为相控阵隔离度与平台隔离度的乘积,能够有效提高空空导弹制导精度。

关键词：平台稳定相控阵导引头隔离度寄生回路制导信号提取

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半捷联导引头混合自抗扰控制系统设计

红外与激光工程 2018年第11期47卷 416-422页

作者：陈开伟温求遒夏群利北京理工大学宇航学院北京100081

为了使半捷联导引头在干扰力矩和刻度尺误差引起的耦合干扰及其他不确定干扰下仍具有很强的鲁棒性,提出了伺服系统混合自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control, ADRC)方案。首先,建立了导引头半捷联稳定平台数学模型;其次,设... 详细信息

为了使半捷联导引头在干扰力矩和刻度尺误差引起的耦合干扰及其他不确定干扰下仍具有很强的鲁棒性,提出了伺服系统混合自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control, ADRC)方案。首先,建立了导引头半捷联稳定平台数学模型;其次,设计了半捷联导引头稳定平台混合自抗扰控制系统,通过对自抗扰稳定回路频带特性进行研究,分析了控制器参数对控制性能的影响,给出了控制参数设计原则;最后,对混合自抗扰控制方案进行了数字仿真验证。仿真结果表明:相比于传统控制器,混合自抗扰控制器能获得更好的控制精度,能有效克服干扰力矩和刻度尺误差对导引头的影响,在典型弹体频率2 Hz处隔离度幅值比传统控制器最多能降低约67.9%。研究成结果可为半捷联导引头稳定控制系统的设计提供指导。

关键词：半捷联导引头自抗扰控制隔离度干扰力矩刻度尺误差

导引头隔离度寄生回路对最优制导律性能的影响

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航空学报 2013年第12期34卷 2658-2667页

作者：李富贵夏群利祁载康北京理工大学宇航学院北京100081

为分析导引头隔离度寄生回路对最优制导律性能的影响,针对空战中目标机动主模式,应用极小值原理推导了一种贴近工程的最优制导律。根据弹上可量测信息提出了该制导律的工程应用策略,包括目标机动估计方法、剩余飞行时间估计方法、导弹... 详细信息

为分析导引头隔离度寄生回路对最优制导律性能的影响,针对空战中目标机动主模式,应用极小值原理推导了一种贴近工程的最优制导律。根据弹上可量测信息提出了该制导律的工程应用策略,包括目标机动估计方法、剩余飞行时间估计方法、导弹和目标机动动力学时间常数装订方法等。在典型雷达平台导引头下建立了隔离度寄生回路模型,分析了隔离度传递函数的特性,研究了制导参数对寄生回路稳定性能的影响。在典型随机扰动输入下,分别在最优制导律和比例导引律制导下利用无量纲伴随方法对比分析了隔离度寄生回路对制导脱靶量的影响。仿真结果表明:最优制导律对隔离度寄生回路的影响更加敏感,即使估计信息准确,只有当隔离度小于2%时,最优制导律的脱靶量才小于比例导引律,而当估计信息存在偏差时,只有隔离度更小时,最优制导律的性能才会优于比例导引律;想要应用最优制导律改进导弹的制导性能,相比于比例导引律,必须严格控制导引头隔离度的指标以抑制隔离度寄生回路的影响。

关键词：最优制导律导引头目标机动剩余飞行时间隔离度寄生回路

导引头隔离度相位滞后对寄生回路稳定性影响研究

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兵工学报 2011年第1期32卷 28-32页

作者：杜运理夏群利祁载康北京理工大学宇航学院北京100081

为了分析隔离度对制导控制系统稳定性的影响,提出了隔离度寄生回路的概念,在考虑隔离度相位滞后的基础上,建立了导引头隔离度寄生回路模型,通过对寄生回路无量纲化并采用劳斯稳定判据计算得到了寄生回路负反馈和正反馈时的稳定域,在复... 详细信息

为了分析隔离度对制导控制系统稳定性的影响,提出了隔离度寄生回路的概念,在考虑隔离度相位滞后的基础上,建立了导引头隔离度寄生回路模型,通过对寄生回路无量纲化并采用劳斯稳定判据计算得到了寄生回路负反馈和正反馈时的稳定域,在复频域分析了不同隔离度滞后角对寄生回路稳定域的影响。仿真证明相位滞后角的增大会降低系统的稳定域,但稳定域最小点不是出现在-180°相位滞后,而是出现在大约-140°时。所得结论对导弹制导控制系统初步方案确定具有指导作用。

关键词：航天器结构与设计导引头隔离度隔离度寄生回路稳定性隔离度相位滞后

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BTT控制回路匹配性对制导脱靶量影响研究

北京理工大学学报 2014年第3期34卷 226-230,236页

作者：温求遒孙毓凯夏群利北京理工大学宇航学院北京100081 总参陆航部装备发展办公室北京100012

针对BTT导弹俯仰及滚转通道驾驶仪不同速度匹配关系对制导回路脱靶量的影响问题,以BTT-90逻辑及比例导引律为基础,通过对控制回路的合理简化及对BTT指令转换和运动学关系的非线性建模,构建了体现BTT控制特性的比例导引制导原理模型.以... 详细信息

针对BTT导弹俯仰及滚转通道驾驶仪不同速度匹配关系对制导回路脱靶量的影响问题,以BTT-90逻辑及比例导引律为基础,通过对控制回路的合理简化及对BTT指令转换和运动学关系的非线性建模,构建了体现BTT控制特性的比例导引制导原理模型.以初始速度指向偏差及目标常值机动分别表征对静止及运动目标攻击条件,分析了在不同末导时间下俯仰-滚转通道快速性及其匹配关系对制导脱靶量的影响.分析结果表明,BTT用于末制导时,俯仰与滚转驾驶仪之间相对更慢的回路决定了整个控制系统等效响应速度;制导回路脱靶量收敛至0的必要条件是末导时间大于10倍控制系统动力学时间常数;提高滚转回路响应速度并使之快于俯仰回路,是保证制导脱靶量的关键;在相同可用加速度和俯仰回路响应速度条件下,仅当滚转通道速度为俯仰的5倍时,BTT制导脱靶量才接近于STT.

关键词：倾斜转弯制导回路匹配性脱靶量