Two-phase guidance law for impact time control under physical constraints

An impact-time-control guidance law is required for the simultaneous attack of suicide attack unmanned aerial vehicles. Based on the nonlinear model, a two-phase guidance strategy is proposed. The impact time is derived in a simple analytical form of initial states and switching states, and it can be controlled by switching at an appropriate range. Firstly, a two-phase guidance law is designed to make the magnitude of the heading error decrease monotonically from its initial value to zero. And t...     

附加先验轨道约束的LEO几何法实时精密定轨验证分析

低轨卫星的实时精密定轨能够极大拓展其完成复杂科学任务的能力,例如实时环境监测、机动控制和卫星自主导航等.本文根据几何法实时精密定轨模型,提出了附加LEO先验轨道约束从而改善实时定轨的精度、收敛速度和稳定性的构想.分别采用广播星历、超快速星历预报部分和实时精密星历,设计了6种实时定轨方案,并利用Swarm-A,B,C星7天的观测数据进行方案验证与分析.结果表明,使用广播星历、IGU和IGC星历的方案精度递增,附加先验轨道约束能够进一步提升精度.使用IGC星历并附加标准差为1m的先验轨道约束后,在径向、切向和法向的定轨精度分别达到6.12cm,5.55cm和4.98cm.此外,附加先验轨道约束能够显著提升收敛速度,使用IGC星历平均收敛时间约为31min,附加标准差为1m的先验轨道约束后收敛仅需约4min.     

Integrated guidance and control for damping augmented system via convex optimization

In this paper, an integrated guidance and control approach is presented to improve the performance of the missile interception. The approach includes damping augmented system with attitude rate feedback to decrease the oscillation during the homing phase for missiles with low damping. In addition, physical constraints, which can affect the performance of the missile interception, such as acceleration limit, seeker’s look angle, and look angle rate constraints are considered.The integrated guidan...     

基于最优控制的高超螺旋俯冲轨迹设计

针对高超声速飞行器在俯冲阶段的突防与制导问题,提出了一种基于最优控制的螺旋俯冲轨迹设计方法。首先,根据二阶视线角加速度相对运动方程强耦合、非线性的特点,引入了反馈线性化技术,将非线性系统转化成了线性系统;其次,为了让飞行器实现对目标的期望角度打击,在状态方程中引入了终端落角约束项。然后,以零化视线角速率和使消耗能量最小为目标,采用最优控制得到了加速度形式的控制输入。接着,为了让飞行器在空间内进行螺旋机动,设计了螺旋加速度控制飞行器速度矢量可绕瞬时视线轴进行旋转;最后,考虑到机动与制导的冲突,设计了高度函数使得最优与螺旋两种信号进行匹配。仿真结果显示,在面对相同的防空威胁时,与基于比例螺旋的轨迹相比,本文设计的俯冲轨迹具有更好的突防效果。     

具有不等式约束的非线性离散动态系统DISOPE算法

提出了具有状态和控制不等式约束的非线性离散动态系统DISOPE算法 ,该算法能在存在模型 -实际差异的情况下 ,从模型出发 ,通过迭代运算获得实际系统的真实最优解。仿真表明了算法的有效性和可行性。     

改型设计中飞机普通框一种设计方法

为了能够合理地降低飞机结构重量系数,针对飞机改进设计,以普通框为研究目标,通过对“敏度阈值”的改进,提出“敏度变阈值”概念,并与“约束补偿”策略结合而形成拓扑优化算法,来用于普通框的轻量化设计。以某一轻型小飞机的后段一普通框为例,拓扑优化结果表明：(1)等材料设计时,刚度提高40％;(2)等刚度设计时,材料用量减少30％。由此可以得出：(1)基于“敏度变阈值”的拓扑优化算法用于飞机普通框改进设计,是可行和有效的;(2)给出了一种具有可操作性的设计方法,用以实现框结构“等刚度”的设计思想;(3)所给出的方法易于飞机结构设计人员接受与掌握,并且方便地用于将来的框结构改进设计之中。     

用于飞机概念设计的设计要求输入和初步定参数环境

为了在飞机概念设计过程中给新型号的设计要求组织和基本参数估算提供便捷且可扩展的工具而开发了设计要求与初步定参数环境(EDRIPS)。在这一环境中，设计可以通过友好的用户界面交互地输入飞机的性能要求、构造任务剖面和选取有效载荷，然后以此为基础从约束分析所得的可行域中选取设计点，进而利用一种改进的估算飞机起飞重量的方法进行任务分析以得到飞机的基本设计参数。介绍了各模块的实现措施和所采用的方法。最后通过对一个设计实例的分析验证了EDRIPS应用于飞机概念设计的有效性和可靠性。     

宇航中的一种基于线性约束数据库的GIS空时数据模型及其查询

地理信息系统(GIS)是一种计算机辅助工具。用于存储和分析在地理空间上和时间上发生的现象和事件。GIS系统在航空航天、军事和民用等领域具有重要应用。数据库是GIS系统的核心，空时数据的存储和查询是GIS数据库中的两个重要问题。本文针对现有空时数据模型的不足，提出了一种基于线性约束数据库的空时数据模型。阐述了该模型与已有空时数据模型间的关系。本文进一步对关系数据模型上的Datalog查询语言的语法和语义进行了推广，使之能够对提出的GIS空时数据模型的数据进行查询。最后给出一个在飞船着陆场系统搜索救援中使用该数据模型的实例。通过该数据模型在实际系统中的使用。可以得出如下结论：(1)基于线性约束数据库的数据模型不仅可以替代现有的空时数据模型．而且克服了这些模型不能表示无限空时数据的缺点和不能描述空间、时间坐标关系的缺点；(2)针对该模型推广的Datalog查询语言与结构化查询语言SQL相比，具有更强的表达能力。可以描述诸如循环和传递闭包等复杂的应用语义。     

横程动态约束的预测-校正再入制导方法

针对大升阻比飞行器再入滑翔制导问题，基于预测-校正制导法，提出一种横程动态约束的侧向制导策略。利用再入过程中横程与剩余航程的近似线性关系，设计边界约束动态变化的横程走廊控制倾侧角反转。对大气密度和飞行器气动参数扰动引起的预测模型不确定性进行在线参数估计。以CAV-L高超声速飞行器为研究对象，进行再入制导仿真。结果表明，对不同航程的再入任务该制导法均能精确引导飞行器飞向目标，侧向制导倾侧角反转时机分布合理，反转次数少。Monte Carlo仿真校验了横程动态约束制导法对再入状态误差和过程扰动具有良好的自适应性和鲁棒性。     

Three-Dimensional Stress Fields in Finite Thickness Plate with Hole Under Shear Load

The theoretical solutions are obtained for the three-dimensional(3-D)stress field in an infinite isotropic elastic plate with a through-the-thickness circular hole subjected to shear load at far field by using Kane and Mindlin′s assumption based on the stress function method.Based on the present solutions,the characteristics of 3-D stress field are analyzed and the emphasis is placed on the effects of the plate thickness and Poisson′s ratio on the deviation of the present 3-D in-plane stress from the related plane stress solutions,the stress concentration and the out-of-plane constraint.The present solutions show that the stress concentration factor reaches its peak value of about 8.9% which is higher than that of the plane stress solutions.As expected,the out-of-plane stress constraint factor can reach 1on the surface of the hole when the plate is a very thick one.