飞行器设计与试验的虚拟样机技术

虚拟样机是建立在CAD/CAM、系统仿真和虚拟现实基础上的一种新概念技术，它将成为未来飞行器设计、运行和实验的重要技术手段。本文探讨了飞行器虚拟样机设计与仿真环境系统框架，对虚拟样机设计环境的系统结构、建模和虚拟实验进行了详细介绍，包括研究意义、发展背景、概念定义、设计要求、系统构成和研究开发任务等内容，旨在探讨面向飞行器系统虚拟样机及设计环境的研究与开发思路。     

地磁匹配技术及其基本匹配算法仿真研究

针对一种新的导航技术一地磁匹配技术进行了研究.在介绍了地磁匹配的基本原理和特点的基础上,分析了地磁匹配技术目前在地磁场模型、地磁传感器和匹配算法等方面已具备的基础和工程应用尚需解决的一些关键技术;重点研究了地磁匹配技术几种基本匹配算法一MAD法、MSD法、NPROD法和HD法,并对其利用MATLAB进行了对比仿真;最后对仿真结果进行了分析比较.仿真结果表明,综合考虑匹配精度、匹配运算量和匹配误差收敛性几个性能指标.选择几种匹配算法中的MAD法或MSD法作为地磁匹配算法较好.几种基本匹配算法的仿真分析,对地磁匹配技术下一步的深入研究具有一定的理论意义和工程应用价值.     

有限元仿真模型V&V技术研究

仿真模型建模过程存在多种误差输入，将引起仿真预测结果的不精确性。采用仿真模型V&V（Verification and Validation,验证与确认）技术，进行仿真模型的建模误差分析与控制。利用物理试验数据进行仿真模型的精度评估，基于模型修正算法进行仿真建模参数的自动修正，提升仿真和试验结果的一致性，帮助设计师基于精确的仿真模型进行产品的虚拟性能预示，提升仿真技术在产品研制流程中的地位和作用。阐述了模型V&V的概念和流程，对模型V&V的关键技术和原理进行了详细论述,以NASA Rotor37转子验模为例进行了V&V案例说明。     

基于自适应反推滑模控制的虚拟转台样机研究

针对传统转台串行设计模式存在的缺陷，基于虚拟样机技术、自适应滑模控制器与有限元等技术作为支持，提出了虚拟仿真转台的系统构想。其中针对实际转台系统的未知非线性、外界干扰和参数摄动等不确定因素的影响，设计并实现一类自适应滑模控制器进行虚拟转台系统的实时控制。同时，通过ADAMS软件平台实现了虚拟转台样机系统及其功能，并将自适应滑模控制器调入虚拟转台样机，最终实现机械模型和控制方法进行联合仿真分析，获得最终虚拟转台的特性。仿真结果表明，虚拟转台样机的设计与实现大大提高了转台的设计效率，为后续转台的控制系统渊试提供强大的技术支持。     

卫星虚拟振动试验系统研究

卫星虚拟振动试验可以预示试验结果,为试验设计提供参考。文章首先对振动试验系统进行分析,根据试验设备的不同和信号数据的传输规律,将系统分为5个分系统;研究各系统的特性,确定其在虚拟试验系统中的仿真方法;然后重点阐释台体系统和振动控制系统的计算机仿真方法;最后将虚拟振动试验结果与实际振动试验结果进行对比分析,结果显示两者基本一致。     

基于加权融合的复合制导方法研究

精确制导武器在近几次局部战争中显示了超常的作战能力.为了实现高精度制导,多种传感器的综合制导方式已在精确制导武器上广泛运用.如何充分发挥各种传感器的优势进行实时融合制导,是多传感器制导的技术难点.本文着重分析了目前各种制导方式、多传感器制导中存在的不足,讨论了基于先验和专家系统综合评估决策的多种制导方法的加权融合制导方法.给出了一种加权融合算法,该算法是基于某种导弹的仿真实时融合算法.该方法适用所有的制导方式,更适于多传感器融合复合精确制导武器,已在多种类型的地面跟踪测量设备上进行了验证,证实了该方法切实可行.在多种传感器和信息处理方法高度集成的未来,相信会得到更广泛的运用.     

面向效能的精确制导武器设计技术初探

针对以“性能”为核心的设计不能满足信息化战争对精确制导武器研制提出的设计需求的问题,初步探讨了面向效能的精确制导武器设计技术。首先分析了国内外精确制导武器设计技术的发展,指出精确制导武器的设计技术向着以“效能为核心”的设计方向发展;其次分析了信息化条件下精确制导武器设计的六条基本原则;接着以这些原则为基础提出面向效能的精确制导武器设计理念,分析指出面向效能的设计是以追求满意设计为目标的优化设计;然后在新的设计理念的指导下提出了面向效能设计的技术框架,主要说明了面向效能的精确制导武器设计框架、效能基础、技术基础、基本模式和三项关键技术等;最后探讨了面向效能的精确制导武器设计方法的四个方面：模块化、智能化、通用技术的集成和信息通道的多元化。     

烟幕对红外成像制导系统的干扰分析

红外成像是现役精确制导武器的主要制导方式之一,在现代战争中发挥着重要作用,世界各国已越来越重视对红外成像制导武器的干扰技术的研究.其中,烟幕干扰受到了广泛的重视和应用.根据红外成像制导系统的组成和工作过程,分析了红外成像制导系统的跟踪原理,针对波门跟踪算法和相关跟踪算法,探讨了烟幕对红外成像制导系统的干扰.     

射频制导仿真系统精度与可信度研究初探

射频制导半实物仿真是精确制导武器研制过程的重要环节,其质量和可靠性直接关系到型号研制的质量和效率,目前在相关理论基础方面的研究明显滞后于工程建设。首先总结了在此领域的发展现状,指出了仿真系统精度分析与可信度评估的重要性;然后从原理性误差、设备误差、工具误差等三个方面,分析了影响射频仿真系统精度的主要因素及特点,在此基础...     

运载火箭多体动力学建模与仿真技术研究

针对新一代运载火箭结构动力学与控制系统耦合强烈、严重影响火箭的飞行稳定问题,提出一种基于多体动力学虚拟样机建模与仿真的方法,有效解决运载火箭姿态动力学模型地面难以验证的困难。首先阐述了在运载火箭姿态动力学分析中应用多体虚拟样机的基本思路;然后对多体动力学模型与传统火箭姿态动力学模型在建模原理上的差异进行分析,指出引入多体仿真技术的意义;最后针对新一代火箭,提出并实现一种多体虚拟样机建模方法,仿真并验证了新一代火箭姿态控制模型与控制参数设计的正确性。本文的研究表明,航天器系统设计中常遇到复杂的动力学耦合问题,采用多体动力学虚拟样机仿真是一种行之有效的方法。     

雷达/红外复合制导模拟方法研究

雷达/红外双模复合制导是精确制导武器的重要制导方式.通过分析雷达/红外复合制导机理,提出了基于单模导引头单机的雷达/红外复合制导模拟方法,解决了两部导引头如何时空配准、数据关联、融合识别和融合跟踪等问题.     

一种提高景像匹配算法抗灰度畸变能力的方法

为了有效消除巡航导弹景像匹配中制导图度畸变对匹配精度的影响，在定性分析制导图灰度畸变数学误差模型的基础上，给出了图像灰度最小化的定义及实现方法，通过对制导图的灰度最小化预处理，提高了匹配算法的抗灰度畸变能力。结合经典的灰度归一化积相关景像匹配算法，分析并验证了这一处理方法的可行性及有效性。     

激光制导武器的对抗技术研究

激光制导是目前制导精度最高的导引技术之一,在分析其原理和特点的基础上,探讨对抗激光制导武器的方法和技术,包括激光侦查、高重频激光干扰、激光致盲等。     

基于地形匹配的高超声速飞行器初始定向偏差在线辨识方法

针对高超声速飞行器机动发射条件下自瞄准时间短、初始定向偏差大的问题，提出一种基于地形匹配的初始定向偏差在线辨识方法。以综合初始对准和姿态控制的惯性系统导航误差模型为分析基础，融合相邻两个地形匹配区两次地形匹配定位结果，建立了初始定向偏差在线辨识模型，并从惯性系统工具误差系数偏差和地形匹配定位误差两方面讨论了辨识模型的适应性。以美国高超声速飞行器CAV H为研究对象建立仿真环境，采用蒙特卡洛法检验初始定向偏差辨识效果。仿真结果表明，在地形匹配定位误差为173.88 m (3σ)情况下，初始定向剩余偏差平均值为8.42″，最大值为34.65″，能够有效提高惯性系统导航精度，并且有助于缩短发射准备时间、提高武器系统生存能力。     

遥控武器站中导弹制导信息获取技术研究

遥控武器站是基于视频图像和电驱动实现遥控操作的武器系统,其导弹的制导信息是由电视测角仪获取的.文章在分析电视测角仪功能的基础上,提出在遥控武器站中运用图像处理技术获取导弹制导信息的设计思想.由遥控武器站观瞄系统获取目标和导弹"弹标"光源的视频信息,采用Mean-Shift算法,实时解算显示器上显示的导弹坐标和目标坐标信息.根据弹、目坐标自动求解导弹在飞行过程中偏离瞄准轴线的角偏差,获取导弹的制导信息,从而简化了制导设备,提高了武器站的集成度,方便射手使用.实验结果证明,遥控武器站中采用功能融合思想,运用图像处理技术获取导弹制导信息是可行的.     

系统仿真及其在防空导弹武器系统研制中的应用

阐述了仿真、仿真模型和仿真系统的应用特点和关键技术，并以战术导弹为例探讨了系统仿真在武器系统研制、试验和降低成本中的重要作用；介绍了国外８０年代以来发展的分布交互式仿真（ＤＩＳ）系统，它们既包括虚拟仿真，也可将真实仿真和构造仿真接入仿真系统，使仿真的范围大为扩展。ＤＩＳ技术构建的人工合成环境，是一个多武器平台的网络式综合仿真系统，具备人机交互功能，可进行武器研究和大系统虚拟对抗演习等；最后，提出了研究和发展我国防空武器仿真系统的几点建议。     

空间平台武器系统传递对准匹配方式

根据建立的传递对准模型和用于导航解算的轨道运动学模型,提出了速度匹配、比力匹配、角速率匹配和姿态匹配等空间平台武器系统传递对准的不同匹配方式,并对不同匹配方式及其组合的传递对准性能进行了仿真分析,研究了弹性变形的影响。结果表明：速度＋角速率和比力＋姿态等组合匹配方式的传递对准性能较优。     

轨道武器战斗舱再入制导技术研究

对轨道武器战斗舱再入制导进行探讨,针对战斗舱再入的特点,在深入分析标准轨道法制导的基础上,采用标准轨道与预测落点法相结合的混合制导方法弥补了标准轨道法对初始误差较敏感的缺点。分析研究和仿真结果表明, 混合制导方法既具有对付较大初始误差和过程干扰的优点,又减少了计算量,具有良好的制导和落点精度,是一种有效的制导方法,具有一定的工程应用价值。     

基于虚拟落点策略的月球返回飞船再入制导方法

针对长航程大偏差状况下阿波罗再入制导算法的精度退化问题提出改进,采用数值预测-校正方法规划和调制线性参数化的倾侧角剖面,给出了一种在全航程包络内适用的月球返回飞船再入制导方法。引入虚拟落点策略,在一次再入段利用算法预测能力预测二次再入段初始侧向偏差并进行前馈补偿,给出了简便有效的虚拟落点瞄准程序。大偏差任务想定下的蒙特卡洛仿真分析表明,该算法在3000km到10000km的再入航程范围内,能够确保偏差小于3km的落点精度。     

景象匹配辅助导航系统中的精确图象匹配算法研究

景象匹配辅助导航系统需要在获取飞行器位置偏差的同时获取飞行器相对预定航迹的航向偏差，即获取实测图相对于参考图之间的旋转变换参数。为此，将最小二乘原理引入景象匹配辅助导航系统以获取图象匹配时的旋转变换参数。由于最小二乘原理只能用于一一对应点集的匹配，为此，在给出实时确定图象特征点集一一对应关系方法的基础上引入了最小二乘原理以计算该图象一一对应点集之间的最优相似变换参数，从而构成了应用于景象匹配辅助导航系统的精确图象匹配算法。仿真结果表明，本文研究的精确图象匹配算法在对50个一一对应点对匹配时可以在0．1秒以内完成，且相似参数计算准确，满足了景象匹配辅助导航系统对图象匹配算法准确性和实时性的性能要求。