旋转导弹广义马格努斯动力学建模

针对传统基于理论计算、工程估算及大量飞行试验迭代辨识建立的动力学模型无法实现旋转导弹交叉耦合效应定量表征的问题,基于非定常CFD计算结果并结合傅里叶系数展开法,对广义Magnus效应建模进行了研究。基于参数辨识理论,用一周等效法建立旋转导弹的交叉耦合力和力矩的周期描述;基于频谱分析方法,将非定常计算的实时计算结果用傅里叶级数法叠加至Magnus力与力矩的周期描述中,形成沿时间轴展开的结果;将建立的力和力矩描述代入六自由度刚体运动学和动力学模型,构建完整的交叉耦合动力学模型。仿真计算发现:广义Magnus力会提高导弹的稳定性;广义Magnus力矩会降低导弹的稳定性甚至导致螺旋的锥形运动,当该力矩达到导弹主力矩7%时导弹处于临界稳定。该结论可用于驾驶仪设计以避免导弹出现锥形失稳,在工程中有重要指导意义。     

旋转导弹动力学耦合分析与解耦控制方法研究

对旋转导弹动力学耦合分析及其解耦控制方法进行了研究。给出了旋转导弹产生的运动耦合、控制耦合,以及加速度计不在质心耦合的机理。讨论了前馈补偿解耦和三回路驾驶仪解耦的方法。介绍了基于变结构控制理论的自动驾驶仪解耦设计:保留动力学方程中的全部耦合项,将耦合视作扰动,用变结构自适应控制方法对导弹俯仰/偏航通道进行独立设计,不要求给出系统参数的在线辨识和典型弹道特征点精确参数,由系统参数上下界可获得时变参数的信息综合控制律。给出了变结构控制律的设计步骤,所得控制系统的鲁棒性强、稳定域大,在包含建模误差、外界扰动等不确定因素的极限边界条件下仍能获得理想的控制效果。研究对强对称耦合和参数快时变系统的控制有一定的参考意义。     

克服旋转导弹螺旋运动的方法研究

本文结合旋转导弹自身的特点，提出了一种通过主动控制弹体内部活动质量块的运动来克服旋转弹螺旋运动的方法，这将有助于提高旋转导弹的合中精度。文中针对大气层外飞行的旋转导弹进行仿真研究，计算结果证实了该方法的有效性和可行性。     

旋转梁的动力学建模及其反馈控制

利用哈密尔顿原理,推导了刚柔耦合形式的旋转欧位－伯努利梁的动力学方程,并在小转速的假设下,给出了线性化近似方程的解析解;讨论了由直流电机和压电陶瓷组成的控制系统,并从动力学稳定的角度出发,利用Lyapunov第一方法设计系统的反馈控制实现了动力学稳定性。最后通过计算机仿真证明控制策略的有效性。     

旋转导弹等效合力在线自适应补偿方法研究

针对旋转导弹舵系统在偏转过程中出现的相位滞后和幅值畸变,给出了一种在线自适应补偿方法。介绍了旋转导弹的控制原理,并对其等效合力畸变的机理进行分析,同时对传统的补偿手段在工程实际中遇到的问题展开说明。在此基础上提出了一种不基于精确模型的等效合力自适应补偿方法,该方法利用输入信号和实际输出之间的偏差形成闭环反馈,通过合适的补偿算法实现对等效合力大小和方向的准确补偿。最后通过数字仿真对比分析,检验了该方法的有效性。     

太阳翼铰链结构的动力学实验与非线性动力学建模

通过动力学实验获得真实的太阳翼板间铰链结构于不同激振频率下的振动响应参数,并采用力状态映射法建立板间铰链的非线性动力学模型。首先,采用单频激励信号模拟外扰对实际的板间铰链结构实施动力学实验;然后,基于其结构具有的多重非线性动力学特性,根据实验数据应用力状态映射法辨识结构的动力学参数,建立其非线性动力学模型;最后,对由太阳翼板间铰链连接的两段梁所构成的系统进行了冲击激励下的振动响应测试,同时进行了有限元动力学仿真,实验测试结果和数值仿真结果取得了较好的一致性。本文建立的太阳翼板间铰链非线性动力学模型能够较好地反映其动力学特性,对于实际太阳翼结构的动力学建模具有理论参考价值。     

旋转充液系统全飞行过程非线性动力学仿真

本文考虑一类刚认耦合的旋转充液系统的飞行动力学问题，在依据力学变分原理给出基本方程，导出全飞行过程运动状态方程的基础上，建立了相应的仿真模型。可能通过对Navier-Stokes方程求解和液体流动的惯性波振动特性，给出液体的反作用力矩。经过仿真实验，分析角运动的时间序列，给出了比较详尽的飞行不稳定机制分析结果。     

单通道控制旋转弹系统动力学建模与Hopf分岔

为准确预测旋转弹系统的锥形运动形态并判断其稳定性,提出一对鸭舵引起的气动不对称性以及可能引起复杂非线性动力学特性的非线性因素,建立能准确描述单通道控制旋转弹系统姿态运动的复数形式的动力学模型并分析讨论其动态稳定性条件。利用分岔理论对单通道控制旋转弹系统开展Hopf分岔研究,给出了Hopf分岔发生的判断准则;推导了用于判定极限环稳定的第一Lyapunov系数。数值仿真结果验证了条件的正确性与有效性并发现了拟周期运动及混沌运动。研究结果为旋转弹的控制参数设计及结构参数设计提供理论参考。     

考虑舱段连接结构非线性的运载火箭动力学建模

在运载火箭总体结构动力学分析的建模中,通常对于不同的响应分析问题,例如轴向或横向响应分析,分别构造特定的动力学简化模型进行计算.虽然这种方法针对性强且能达到特定响应设计指标的验证需求,但会忽略不同方向响应之间的耦合作用.提出一种可表征舱段连接结构非线性特征的模型,并给出基于静力分析或静载试验进行识别参数建立运载火箭结构...     

基于速度追踪法的旋转导弹空中截获制导方法研究

为保证旋转导弹导引头尽早截获目标并能适应导引头截获距离的变化,对一种基于速度追踪法的空中截获制导方法进行了研究。将速度追踪导引律引入中制导,给出了制导律。对速度追踪法的前置角收敛特性和弹道收敛性进行分析,证明了速度追踪法用于空中截获制导时的有效性。讨论了速度追踪系数的取值方法,以及其与前置角稳态误差的关系,给出了制导参数的优化方法,解决了初制导段前置角振荡及导引头截获距离附近前置角稳定性协调问题。仿真结果表明:将速度追踪法引入空中截获制导,既保证了弹目距离收敛,又能尽早满足导引头角度截获条件,适应不同拦截方向导引头截获距离变化造成的截获困难,利于导弹快速进入末制导。提出的制导算法适于大离轴角发射和目标机动情况,简单易行,性能良好。     

旋转导弹自动驾驶仪设计

根据旋转导弹自动驾驶仪的特点,阐述其设计中遇到的特殊课题及其解决方法.旋转导弹自动驾驶仪的设计和分析方法有必要进行补充和完善,以便用一个通道完成对导弹的飞行控制.对旋转导弹阻尼回路及其特点作了介绍.     

北约改进弹体旋转导弹

通用动力公司和西德RAM系统GmbH公司正在为弹体旋转导弹(RAM)研制一种改进型的导引头,用以对付先进的反舰导弹。 目前这两家公司正在各自单独为这种舰载导弹系统设计一种红外成像导引头。这种导引头将保持其复式无线电频率/红外导引头的能力。但是可能要用一种图像扫描方案来取代目前在红外导引方式中使用的调制盘,以提供更宽阔的视野。     

含间隙铰链的非线性动力学建模及数值分析

针对空间可展开机构中的含间隙铰链,建立非线性动力学模型,研究其非线性动力学特性。将含间隙铰链实体等效为"T"字型梁模型,针对两侧端部的径向碰撞和侧向碰撞,首次提出了碰撞点的检测算法。针对不同的碰撞类型,建立相应的非线性接触力和摩擦力分析模型,将碰撞点处的作用力等效施加到"T"字型梁模型上。进行"T"字型梁模型在轴向冲击载荷下的动力学特性分析,并与ANSYS软件的分析结果进行比较,验证了含间隙铰链非线性动力学模型的有效性。分析了有多个含间隙铰链的可展开桁架动力学响应特性,研究含间隙铰链对桁架响应的影响机理。结果表明:采用含间隙铰链的动力学模型,可以更加精确地分析可展开桁架结构的非线性动力学响应,为可展开桁架结构的动力学设计提供支撑。     

垂直发射旋转导弹空中转弯控制技术研究

对垂直发射舰载末端防御旋转导弹的空中转弯控制技术进行了研究。采用侧向力控制,结合脉冲发动机与弹体高速旋转特性设计了一种转弯控制方式,利用弹体旋转调整脉冲发动机喷射方向,实现导弹在特定方向的快速低头,降低俯仰角,并依靠反方向回喷抑制俯仰角速度,使导弹快速稳定。通过调节控制参数(脉冲发动机数量)可控制导弹转弯结束后的俯仰到位角,有效打击不同态势的来袭目标,脉冲发动机数量越多,控制参数的取值范围就越大;可用俯仰到位角越多,到位角精度越高。基于RAM Block 2导弹进行近界弹道仿真,结果表明:采用提出的转弯控制方式,导弹的转弯速度快,能保证近界和低空作战性能,在工程中有较好的应用前景。     

旋转导弹Gurney襟翼尾翼气动特性研究

对某旋转导弹加装Gurney襟翼的尾翼气动特性进行了研究。基于该导弹气动外形,将产生滚转力矩的斜置尾翼改为加装Gurney襟翼的平置尾翼。建立了计算模型,不同外形、马赫数和攻角条件下的数值计算表明:增加Gurney襟翼的尾翼增加了导弹的滚转力矩,同时也增大了阻力,降低了升阻比。合理选择Gurney襟翼的偏折展弦长和偏折角度,可在保证升阻比和全弹压心变化不大的条件下,改善导弹亚跨段转速特性。风洞试验结果验证了数值计算结果的正确性。     

鸭式布局旋转导弹气动特性研究

对鸭式布局旋转导弹气动特性研究进行了综述。介绍了旋转气动特性、鸭式布局气动特性,以及鸭式布局旋转气动特性的研究成果。鸭式布局旋转导弹的流场中包含丰富的涡系结构,其气动特性存在典型的非线性、非定常特点。数值计算和风洞试验表明,纵向气动特性随转速变化不大,用准定常理论可解决旋转弹纵向气动力计算问题;导弹的马格努斯效应随攻角变化呈现非线性变化趋势。定常和非定常数值计算研究表明,鸭式布局前升力面产生的非定常自由涡是影响导弹气动性能的关键。     

导弹随机飞行仿真的建模研究

本文研究了导弹的六自由度（６ＤＯＦ）空间运动制导系统的基本特性，建立了导弹随机飞行模块化数字仿真结构。在随机干扰作用下，应用协方差分析描述函数技术（ＣＡＤＥＴ），分析弹着点的散布，获得了较满意的结果。文中主要讲述了方波控制的导弹的有关问题，但所给方法对其它类型的导弹也是同样适用的。     

某型导弹伺服机构建模技术研究

通过对某型导弹伺服机构进行详尽的分析，建立了伺服机构的模型。经仿真研究，与实际测试数据相比很接近，因而建立的模型是正确的，而且也能很好地反映伺服机构的动态性能。     

金属橡胶动力学建模的频域方法

依据动力学实验的结果,采用频域参数识别方法建立了金属橡胶的动力学模型。步骤     

并行设计过程建模方法研究及其在导弹设计中的应用

设计过程建模及优化对于缩短产品开发周期和提高企业竞争力具有重大意义。根据所提出的自适应并行设计基本理论结构，采用面向对象(O-9:Object-Oriented）的设计方法，以及设计结构矩阵（DSM）为工具。综合提出了自适应并行设计过程建模方法，并以某地空导弹仪器舱结构设计为例，分析了其设计过程模型。最后对其时间效应进行了初步分析，指出了其优越性。