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基于二次点火的飞行器横向转移入轨弹道设计

航空动力学报 2018年第2期33卷 320-326页

作者：鲜勇刘凯凌王辉张大巧火箭军工程大学空间工程系西安710025

为了解决航天器发射过程因发射场地的地理位置约束造成的入轨夹角问题,基于火箭上面级二次点火,对航天器横向转移零速度偏差入轨弹道进行了设计。对二次点火和变射面横向转移弹道进行了研究,根据横向转移弹道特点,为简化控制程序,分时... 详细信息

为了解决航天器发射过程因发射场地的地理位置约束造成的入轨夹角问题,基于火箭上面级二次点火,对航天器横向转移零速度偏差入轨弹道进行了设计。对二次点火和变射面横向转移弹道进行了研究,根据横向转移弹道特点,为简化控制程序,分时序对火箭二级非连续点火纵横向飞行程序进行了设计;并分析横向转移入轨弹道各项约束条件,建立弹道优化模型。根据弹道设计模型,以某两级液体燃料运载火箭为研究对象,对二次点火横向转移入轨弹道进行优化仿真。结果表明:入轨时刻航天器位置偏差为0.391m,速度偏差为1.277m/s,速度偏差比二次点火固定射面入轨弹道减少了737.844m/s,满足零速度偏差入轨精度要求。

关键词：飞行器入轨运载火箭横向转移二次点火弹道设计

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高超声速飞行器助推段弹道快速计算方法

中国惯性技术学报 2018年第1期26卷 109-114页

作者：郭玮林鲜勇张大巧凌王辉火箭军工程大学七系西安710025

为提高机动发射高超声速飞行器助推段弹道计算速度和精度,提出一种联合BP神经网络和Levenberg-Marquardt(L-M)算法实现弹道精确快速计算的方法。首先综合考虑各项约束条件设计了助推段飞行程序和弹道优化模型;其次采用BP神经网络方法推... 详细信息

为提高机动发射高超声速飞行器助推段弹道计算速度和精度,提出一种联合BP神经网络和Levenberg-Marquardt(L-M)算法实现弹道精确快速计算的方法。首先综合考虑各项约束条件设计了助推段飞行程序和弹道优化模型;其次采用BP神经网络方法推导了发射点及终端入轨点状态量与弹道参数的映射关系;最后建立了基于BP神经网络和L-M算法的联合数值寻优计算模型,并采用联合算法对高超声速飞行器助推段弹道进行优化计算。仿真结果表明,基于BP神经网络和L-M方法的联合算法能够快速和高精度地完成机动条件下的高超声速飞行器助推段弹道计算,其终端高度、速度和弹道倾角的入轨精度可分别达到2 m、0.1 m/s、0.01°,并且弹道计算耗时在3 s以内。

关键词：弹道快速计算 BP神经网络 Levenberg-Marquardt算法联合算法多约束条件

高超声速飞行器惯导系统误差参数两次优化辨识方法

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控制与决策 2020年第1期35卷 25-34页

作者：郭玮林鲜勇张大巧李冰火箭军工程大学作战保障学院西安710025

为满足高超声速飞行器高精度和高可靠性的导航要求,提出一种在发射惯性系下利用智能优化算法实现捷联惯性系统误差参数两次优化辨识的方法.建立惯性测量单元(IMU)误差补偿模型和完整的非线性捷联惯性系统导航模型,为数值优化计算提供准... 详细信息

为满足高超声速飞行器高精度和高可靠性的导航要求,提出一种在发射惯性系下利用智能优化算法实现捷联惯性系统误差参数两次优化辨识的方法.建立惯性测量单元(IMU)误差补偿模型和完整的非线性捷联惯性系统导航模型,为数值优化计算提供准确的模型基础.基于SINS/GPS/CNS组合导航系统信息,建立陀螺仪误差优化模型和加速度计误差优化模型,采用两次优化策略分步估计捷联惯性系统误差参数:首先利用粒子群算法对陀螺仪误差参数进行优化辨识和补偿;然后利用粒子群算法对加速度计误差参数进行优化辨识.仿真结果表明,基于组合导航系统信息和非线性优化模型,两次优化辨识方法能够在线辨识出高精度的捷联惯性系统误差参数,陀螺仪和加速度计优化参数值的相对误差均在20%以内,从而有效提高了高超声速飞行器导航精度.

关键词：高超声速飞行器 SINS/GPS/CNS 发射惯性系两次优化辨识非线性模型粒子群算法

椭圆轨道上目标监测绕飞轨道构型设计与构型保持

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系统工程与电子技术 2017年第6期39卷 1317-1324页

作者：常燕陈韵鲜勇张大巧高晶火箭军工程大学陕西西安710025 西北工业大学精确制导与控制研究所陕西西安710072

重点研究了对椭圆轨道上非合作目标进行长期绕飞监测的相对运动轨道构型设计与构型保持问题。利用轨道要素法建立了适用于目标轨道为椭圆轨道的相对运动模型,推导了以目标为中心的周期性绕飞运动的必要条件,考虑绕飞安全距离约束给出了... 详细信息

重点研究了对椭圆轨道上非合作目标进行长期绕飞监测的相对运动轨道构型设计与构型保持问题。利用轨道要素法建立了适用于目标轨道为椭圆轨道的相对运动模型,推导了以目标为中心的周期性绕飞运动的必要条件,考虑绕飞安全距离约束给出了满足目标监测要求的绕飞轨道设计方法,针对J2摄动和大气阻力摄动作用对绕飞轨道构型的影响,提出了绕飞轨道构型保持脉冲控制策略,建立了燃料最省构型保持非线性规划模型。仿真结果表明,所提出的构型设计方法简单有效,适用于对椭圆轨道上目标的绕飞相对运动分析,基于非线性规划方法的构型保持最优控制方法能够有效实现燃料最省绕飞轨道构型保持的高精度控制。

关键词：相对运动绕飞椭圆轨道构型设计构型保持

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基于多线程的巡航导弹景象匹配技术研究

弹箭与制导学报 2010年第2期30卷 32-34页

作者：蔡新建鲜勇张大巧第二炮兵工程学院西安710025

常规的图像匹配方法数据量大、耗时较长,极大的影响了景象匹配的速度。为了改进景象匹配的速度,通过对景象匹配和多线程技术的研究,利用多线程并行性、快速性的特点,提出一种基于多线程技术的匹配定位方法。采用多线程技术对基准图和实... 详细信息

常规的图像匹配方法数据量大、耗时较长,极大的影响了景象匹配的速度。为了改进景象匹配的速度,通过对景象匹配和多线程技术的研究,利用多线程并行性、快速性的特点,提出一种基于多线程技术的匹配定位方法。采用多线程技术对基准图和实时图像进行实时匹配。经实验证明,多线程对于快速读图和实时匹配有很明显的效果。能够更好的满足导弹景象匹配实时性的要求。

关键词：景象匹配多线程归一化互相关

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基于神经网络的GPS深度融合弹载惯导模型

中国惯性技术学报 2023年第4期31卷 359-365页

作者：蔡涵钰鲜勇张大巧李少朋潘晨辉火箭军工程大学作战保障学院西安710025

针对传统弹载惯性导航系统误差修正采用线性化模型,无法对非线性误差进行修正的缺点,提出一种基于神经网络的GPS深度融合弹载惯导模型。构建IMU六路脉冲数到发射惯性坐标系下视速度增量的非线性映射关系,利用GPS信息对网络误差模型进行... 详细信息

针对传统弹载惯性导航系统误差修正采用线性化模型,无法对非线性误差进行修正的缺点,提出一种基于神经网络的GPS深度融合弹载惯导模型。构建IMU六路脉冲数到发射惯性坐标系下视速度增量的非线性映射关系,利用GPS信息对网络误差模型进行训练,为GPS信号失效后的长航时惯性导航系统提供更高精度的误差修正模型。仿真实验结果表明,相较于纯惯性导航系统,所提模型能够在GPS信号失效后抑制惯导系统误差发散,速度精度提高76.56%,位置精度提高91.61%。

关键词：惯导模型神经网络误差修正深度融合

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弹头飞行空间碎片碰撞概率建模与仿真

系统工程与电子技术 2007年第3期29卷 402-404页

作者：谭守林滕和平张大巧牛伟第二炮兵工程学院陕西西安710025

针对弹头飞行空间环境的日益恶化,建立了弹头与空间碎片碰撞概率的仿真模型。在分析空间碎片分布特征的基础上,根据建模需要描述了其数学运动规律,然后结合被动段弹道参数特点,推导建立了碰撞概率的数学模型。该仿真模型可以有效地计算... 详细信息

针对弹头飞行空间环境的日益恶化,建立了弹头与空间碎片碰撞概率的仿真模型。在分析空间碎片分布特征的基础上,根据建模需要描述了其数学运动规律,然后结合被动段弹道参数特点,推导建立了碰撞概率的数学模型。该仿真模型可以有效地计算出弹头在不同碎片密度环境下飞行的碰撞概率,并拟合出碎片密度与碰撞概率之间的关系曲线图。通过仿真计算证明了该模型的有效性,所得到的一些重要结论可为导弹武器的研制者和使用者提供一些借鉴。

关键词：弹道碰撞概率建模仿真空间碎片弹头

高超声速滑翔飞行器地形匹配辅助导航方法研究

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北京航空航天大学学报 2020年第4期46卷 691-702页

作者：鲜勇任乐亮杨子成张大巧李杰火箭军工程大学作战保障学院西安710025

高超声速滑翔飞行器滑翔飞行高度在30 km以上,大气极其稀薄,传统采用气压高度计的地形匹配辅助导航方式将无法正常工作。为实现高精度地形匹配,在分析匹配算法对地形常值误差不敏感的基础上,详细论证了基于惯性系统解算绝对高度方案,并... 详细信息

高超声速滑翔飞行器滑翔飞行高度在30 km以上,大气极其稀薄,传统采用气压高度计的地形匹配辅助导航方式将无法正常工作。为实现高精度地形匹配,在分析匹配算法对地形常值误差不敏感的基础上,详细论证了基于惯性系统解算绝对高度方案,并对比分析了将短时滑翔段弹道简化为等高飞行方案。在捷联惯性导航系统(SINS)误差模型基础上,结合高度通道方块图,通过拉普拉斯变换,建立了惯性系统高度通道短时稳定性解析模型,并以CAV-H为研究对象建立数值仿真环境。仿真结果表明,解析模型精度较高,基于SINS解算绝对高度能够满足地形匹配辅助导航系统精度要求,优于气压高度计正常工作时的精度。

关键词：高超声速滑翔飞行器地形辅助导航系统滑翔弹道高度通道稳定性气压高度计

基于学习的中段反导拦截时间和拦截点预测方法

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北京航空航天大学学报 2021年第11期47卷 2360-2368页

作者：杨子成鲜勇李少朋任乐亮张大巧火箭军工程大学作战保障学院西安710025

弹道导弹实时、准确地预测拦截弹的拦截点与拦截时间,是实现中段突防的有效手段。针对弹道导弹中段突防中的拦截点坐标及拦截时间的预测问题,提出了一种基于监督学习的在线预测方法。以拦截弹的主动段关机参数和关机时刻为输入量,建立... 详细信息

弹道导弹实时、准确地预测拦截弹的拦截点与拦截时间,是实现中段突防的有效手段。针对弹道导弹中段突防中的拦截点坐标及拦截时间的预测问题,提出了一种基于监督学习的在线预测方法。以拦截弹的主动段关机参数和关机时刻为输入量,建立拦截时间和拦截点预测模型。在多层感知机神经网络的基础上构建有监督学习算法,通过攻防仿真获取拦截弹的参数制作训练数据集,在线下完成网络训练。仿真结果表明:神经网络能够有效在线预测拦截时间和拦截点坐标,预测结果的相对误差分别为0.1243%和0.1285%,拦截时间预测结果误差的平均值为0.2240 s,拦截点预测结果距离误差平均值为2016.48 m,均满足精度要求。

关键词：中段突防拦截点预测拦截时间预测监督学习神经网络