基于箭体系的最佳解耦姿态控制方法

提出运载火箭姿态控制的一种最佳解耦控制方法。传统的运载火箭姿态控制，是通过对火箭在制导坐标系（发射惯性坐标系）中定义的欧拉角，形成俯仰、偏航、滚动三个独立回路的姿态控制指令，控制弹体姿态稳定、快速地跟踪指令姿态角。由于控制力矩是分别绕箭体轴给出的，而箭体轴通常与欧拉角的瞬时转轴不重合，所以造成三个控制回路的耦合（只有当偏航、滚动姿态角皆为零时才完全解耦），因此欧拉角控制的解耦问题成为许多学者的研究课题，并给出了一些解耦控制方法，但都比较复杂，实现困难。本文提出的最佳解耦控制方法是基于箭体坐标系的，该方法是根据实时确定的箭体系到指令箭体系的方向余弦矩阵，确定一组箭体系分别绕各轴的转角△θx1，△θy1,△θz1，即箭体各轴同时转动角△θx1，△θy1,△θz1，后可使箭体系与指令箭体系重合，这样便保证了解耦和最小转角的最佳控制。该方法成功地应用于大范围机动变轨控制，也将适用于其它轴对称飞行器的控制。     

末制导雷达/惯性复合导航算法

研究了末制导雷达/惯导的复合导航算法,当导弹攻击慢速移动目标时,可以根据惯导输出和雷达信息,采用Calson滤波算法估计出目标的位置信息和惯导误差,从而修正目标运动和惯导误差。仿真表明,Calson滤波算法能较好地提高制导精度。     

美国潜射导弹的“精度改进计划”

为了提高未来潜射弹道导弹系统的精度,美国国防部在1974年3月4日向国会作的态势报告中正式提出了称为“精度改进计划”的一项先进技术发展计划。该计划包括两个基本内容:(1)进一步深入研究提高潜射弹道导弹精度的有关技术;(2)审定和研制新的精密仪器。本文主要介绍“精度改进计划”迄今所取得的重要进展。     

弹道飞行器自由飞行轨道的解析解法

本文提出了弹道式飞行器自由飞行轨道的解析解法。首先,在一个特殊的非正交的绝对坐标系中建立了运动微分方程,其中考虑了具有一阶扁率系数的地球引力场模型,然后导出运动方程的解析解。其解的精度与所用地球引力场模型的精度是一致的。应用本文给出公式,只需给定发射惯性坐标系或地面发射坐标系中关机点或以后任一点参数,便可解析地求出其后任一点的轨道参数(飞行器在惯性空间中的位置矢量、速度矢量或相对于地球的位置矢量和速度矢量)。并附有若干计算结果,表明解析解法具有较高的精度。     

捷联惯性导航、制导系统中方向余弦矩阵的递推算法

数十年来，四元数及其解法成功地应用于捷联惯性导航和制导系统中，成为经典的算法。它定义了从导航坐标系到飞行器体坐标系的四元数，然后给出四元数更新方程，再根据实时确定的四元数求出体系到导航坐标系的方向余弦矩阵，以便将测得的体系的视速度增量转换到导航系。从制导和导航角度看，上述方向余弦矩阵是必不可少的，而四元数却是中间变量，因此，本文跨越了四元数及其算法，根据方向余弦矩阵微分方程直接导出方向余弦矩阵的更新递推公式。数学仿真表明该算法的精度与四元数算法接近，但它具有更容易理解、计算量小、编程简单等优点，可以代替四元数方法。