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机载布撒器高精度动基座传递对准方法研究

机载布撒器高精度动基座传递对准方法研究

作者：唐喜宝哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着科学技术的飞速发展,高精度防区外发射武器凭借其人机伤亡小、效费比高等优势逐渐成为现代战争的重要组成部分,为保障机载布撒器的投射与制导精度,本文以机载布撒器为研究对象,对高精度动基座传递对准方法进行深入研究,具体内容如下... 详细信息

随着科学技术的飞速发展,高精度防区外发射武器凭借其人机伤亡小、效费比高等优势逐渐成为现代战争的重要组成部分,为保障机载布撒器的投射与制导精度,本文以机载布撒器为研究对象,对高精度动基座传递对准方法进行深入研究,具体内容如下:首先,论文对国内外机载布撒器、惯性导航设备、动基座传递对准方法和非线性滤波方法进行深入调研,给出它们的研究现状,对比分析各种方法的优劣,为后续机载布撒器传递对准滤波器的设计提供参考。其次,对惯导模型进行深入研究,建立惯导各传感器的测量模型,包括陀螺仪测量模型和加速度计测量模型,推导了惯导系统的力学编排,给出了捷联惯导的误差传播模型,建立了姿态误差方程、速度误差方程和定位误差方程。此外,论文还进行了惯导解算的数学仿真,验证了所建立惯导模型的准确性。然后,论文基于惯导的误差传播模型,推导了传递对准的误差方程,进而建立了传递对准的状态方程;论文以主子惯导间的速度、姿态、角速度和加速度为匹配量,分别给出了四种相对应的匹配方法,并建立了“速度加姿态”以及“角速度加加速度”匹配的测量模型;考虑到扩展卡尔曼滤波(EKF)广泛的工程适用性,论文利用EKF进行了传递对准滤波器的设计,并进行了相应的数学仿真,仿真结果验证了所提算法的有效性。最后,论文针对扩展卡尔曼滤波截断误差大,雅克比矩阵求解困难等问题,基于高斯滤波框架分别给出了无迹卡尔曼滤波(UKF)和高阶容积卡尔曼滤波(HCKF)两种非线性滤波算法,之后将其应用到了机载布撒器的传递对准中,仿真结果表明高阶容积卡尔曼滤波算法具有更高的估计精度。此外,论文还分析了载机机动强度与频率对传递对准精度的影响,对后续工程实际中改善传递对准效果具有重要的指导意义。

关键词：机载布撒器传递对准惯性导航系统非线性滤波方法

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机载布撒器系统效能分析与仿真

火力与指挥控制 2013年第12期38卷 148-151页

作者：褚进陈瑞军吴红权中国白城兵器试验中心吉林白城137001

针对传统的武器效能分析方法受经济条件、研制周期等因素限制的问题,引入了计算机仿真技术。首先建立了机载布撒器的数学模型和封锁机场跑道的概率模型,然后建立了仿真平台,最后通过实例研究了布撒器各种误差源因素对封锁概率的影响,得... 详细信息

针对传统的武器效能分析方法受经济条件、研制周期等因素限制的问题,引入了计算机仿真技术。首先建立了机载布撒器的数学模型和封锁机场跑道的概率模型,然后建立了仿真平台,最后通过实例研究了布撒器各种误差源因素对封锁概率的影响,得出一些有价值的结论,为机载布撒器的研制和定型提供了重要的技术手段。

关键词：机载布撒器数学模型仿真封锁概率

机载布撒器多胞变增益混合H_2/H_∞控制

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系统仿真学报 2007年第22期19卷 5202-5205,5209页

作者：吕红剑刘藻珍单家元北京理工大学机电工程学院北京100081

针对机载布撒器俯仰通道,提出一种设计多胞变增益混合H2/H∞输出反馈控制器的新方法。通过引入滤波器,得到易于利用多胞技术设计变增益控制器的俯仰通道增广对象,将其凸分解为多胞表示。利用多胞特性将整个控制器的设计转化为对胞体顶... 详细信息

针对机载布撒器俯仰通道,提出一种设计多胞变增益混合H2/H∞输出反馈控制器的新方法。通过引入滤波器,得到易于利用多胞技术设计变增益控制器的俯仰通道增广对象,将其凸分解为多胞表示。利用多胞特性将整个控制器的设计转化为对胞体顶点控制器的设计,利用LMI方法对各顶点分别设计满足混合H2/H∞性能指标的输出反馈控制器,综合各顶点控制器得到具有多胞结构的全局变增益控制器。仿真结果验证了该控制器具有良好的性能。

关键词：机载布撒器多胞变增益混合H2/H∞控制输出反馈线性矩阵不等式

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反跑道机载布撒器最佳攻击角分析研究

航空兵器 2019年第2期26卷 39-44页

作者：郭含杨雷王茜王坤空军勤务学院驻中国空空导弹研究院军事代表室 94857部队

通过分析布撒器对机场跑道的毁伤机理,提出了单发布撒器横向封锁失败的两种情形;分析子弹药的运动情况,建立了子弹药运动数学模型,根据模型得出子弹药的落点分布情况;结合封锁失败的两种情形,分别建立了单发布撒器横向封锁模型,并给出... 详细信息

通过分析布撒器对机场跑道的毁伤机理,提出了单发布撒器横向封锁失败的两种情形;分析子弹药的运动情况,建立了子弹药运动数学模型,根据模型得出子弹药的落点分布情况;结合封锁失败的两种情形,分别建立了单发布撒器横向封锁模型,并给出相应的计算流程。结合算例,在布撒器和跑道参数确定的情况下,根据毁伤机理和子弹药运动模型,利用Monte-Carlo方法模拟在风速影响下,子弹药在理论区域内的随机落点情况,并根据封锁模型对落点进行分析判断,得到布撒器封锁效率随攻击角的变化情况,发现在40°～50°之间和90°附近时对跑道的横向封锁效率较高。结合侧向时序布撒器实际作战使用情况,分析了各角度对机场跑道的封锁能力,最终确定40°～50°是该型布撒器的最佳攻击角范围。

关键词：机载布撒器毁伤机理封锁效率攻击角

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机载布撒器毁伤效率的研究

计算机仿真 2009年第12期26卷 42-45页

作者：闫钧宣张科西北工业大学航天学院陕西西安710072

机载布撒器是一种能在敌防空火力区域之外投放,携带多种子弹药、高精度的滑翔式多用途航空制导攻击性武器。机载布撒器无需进入敌防空火力区域就可对地空导弹发射阵地、机场跑道、装甲部队、指挥中心、军港、机库等具有重要战略意义的... 详细信息

机载布撒器是一种能在敌防空火力区域之外投放,携带多种子弹药、高精度的滑翔式多用途航空制导攻击性武器。机载布撒器无需进入敌防空火力区域就可对地空导弹发射阵地、机场跑道、装甲部队、指挥中心、军港、机库等具有重要战略意义的目标实施有效杀伤或严密封锁从而大大提高了其生存能力和作战效能。采用计算机仿真手段分析了布撒器开舱布撒的特性与子弹的弹道特性,在此基础上建立了仿真数学模型,取布撒器杀伤机场跑道为背景,依据仿真数学模型进行Monte-Carlo仿真,获得了子弹抛射高度,子弹速度,母弹速度等因素对机场跑道毁伤效率影响的规律。为机载布撒器的研制、开发提供了一定的理论依据。

关键词：机载布撒器子弹运动模型子弹群弹道模型毁伤效率

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机载布撒器抗饱和控制器设计

弹箭与制导学报 2009年第6期29卷 45-47,54页

作者：罗智林刘藻珍孟秀云北京理工大学宇航科学技术学院北京100081

针对布撒器飞行控制系统鲁棒性能和饱和约束的要求,提出一种两步法的鲁棒抗饱和设计方法。首先,忽略舵系统饱和约束,利用H∞混合灵敏度方法设计布撒器的鲁棒控制器。第二步,利用RG思想,通过引入一路控制量监测回路,避免当指令较大时,出... 详细信息

针对布撒器飞行控制系统鲁棒性能和饱和约束的要求,提出一种两步法的鲁棒抗饱和设计方法。首先,忽略舵系统饱和约束,利用H∞混合灵敏度方法设计布撒器的鲁棒控制器。第二步,利用RG思想,通过引入一路控制量监测回路,避免当指令较大时,出现舵饱和现象。仿真试验表明,H∞混合灵敏度方法能够适应参数的变化和抑制干扰的影响,引入RG回路之后,系统能够对舵偏角进行有效的监测,对指令进行限制,避免舵偏角产生饱和。

关键词：机载布撒器舵饱和 H∞混合灵敏度

机载布撒器子弹药抛撒参数设计与散布规律研究

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机载布撒器子弹药抛撒参数设计与散布规律研究

作者：周勇南京理工大学

学位级别：硕士

机载布撒器空中飞行运动的特性及其子弹落点散布直接关系到攻击任务的执行情况,目标的毁伤效应是由子弹落点散布决定的,而子弹散布又是由子母弹各抛撒参数决定的。本文以某型子母式布撒器为研究对象,分析了子母弹飞行运动和子弹落点散... 详细信息

机载布撒器空中飞行运动的特性及其子弹落点散布直接关系到攻击任务的执行情况,目标的毁伤效应是由子弹落点散布决定的,而子弹散布又是由子母弹各抛撒参数决定的。本文以某型子母式布撒器为研究对象,分析了子母弹飞行运动和子弹落点散布的基本特性,并对其进行数学建模与数值模拟分析,且同时对抛撒参数进行了优化设计,主要内容如下：（1）建立了布撒器母弹刚体运动数学模型和子弹质点运动数学模型,对影响子弹落点散布的抛撒高度、母弹倾角、母弹速度、母弹转速、径向推速和时序间隔分别进行了仿真分析,得出了这些抛撒因素影响子弹落点散布的一般规律。（2）建立了以最大散布毁伤面积为目标函数的优化数学模型,运用复合形法对影响子弹落点散布的主要参数进行优化计算,优化出最佳抛撒方案,该方案形成的子弹落点散布验证了结果的正确性和优化方法的可行性。（3）应用统计试验法建立了布撒器母弹和子弹的落点散布数学模型,对间隔构建、窗口扫描、随机抽样和区域搜索四种判别跑道是否存在最小升降窗口的方法进行了分析比较,从中选择一种较优的方法对子弹落点散布椭圆大小、压缩系数和射向角影响跑道毁伤概率的基本情况进行了研究分析,得到了子弹落点散布对机场跑道毁伤效应影响的一般规律。

关键词：机载布撒器抛撒参数复合形法蒙特卡洛升降窗口

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机载布撒器绕流场数值模拟

弹道学报 2004年第4期16卷 33-37页

作者：雷娟棉吴甲生北京理工大学机电工程学院北京100081

研究机载布撒器绕流场的结构 ,为气动特性分析和外形改进提供依据 .以三维N S方程为出发方程 ,采用S A湍流模型 ,对机载布撒器的绕流场进行了数值模拟 .给出了流场图像和气动特性计算结果 ,并将气动特性计算结果与实验结果进行了比较分... 详细信息

研究机载布撒器绕流场的结构 ,为气动特性分析和外形改进提供依据 .以三维N S方程为出发方程 ,采用S A湍流模型 ,对机载布撒器的绕流场进行了数值模拟 .给出了流场图像和气动特性计算结果 ,并将气动特性计算结果与实验结果进行了比较分析 .气动特性计算结果与风洞实验结果基本吻合。

关键词：机载布撒器非圆截面弹身气动特性数值模拟

机载布撒器连续变增益H_∞混合灵敏度控制器设计

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弹箭与制导学报 2007年第1期27卷 41-43,47页

作者：吕红剑刘藻珍单家元北京理工大学机电工程学院北京100081

针对机载布撒器,提出了一种连续变增益鲁棒控制器的设计方法。这种方法将作战空域划分为几个小的区域,在边界点对线性化后的系统利用H∞混合灵敏度方法设计满足系统H∞性能和动态性能要求的鲁棒控制器,然后将控制器拟合成与布撒器飞行... 详细信息

针对机载布撒器,提出了一种连续变增益鲁棒控制器的设计方法。这种方法将作战空域划分为几个小的区域,在边界点对线性化后的系统利用H∞混合灵敏度方法设计满足系统H∞性能和动态性能要求的鲁棒控制器,然后将控制器拟合成与布撒器飞行高度和速度相关的连续变增益控制器。随着布撒器飞行状态的变化,所设计的变增益控制器能够适应系统状态的快速变化,克服了传统变增益控制器的不足,具有较好的系统性能。仿真结果验证了此控制器的有效性。

关键词：机载布撒器连续变增益 H∞混合灵敏度