基于脉冲控制的迫弹末段弹道修正方法研究

论文摘要

本文研究了基于脉冲控制的迫弹末段修正系统的相关理论和方法,重点分析了脉冲发动机工作级数选择和修正控制策略,提出了二次判断修正控制策略,并进行了系统硬件结构和软件流程设计。首先,研究分析了激光四象限探测器的目标探测原理,建立了其目标探测模型,得到利用激光四象限探测器获取跟踪误差角和目标方位角的方法。其次,建立了脉冲修正的迫弹弹道六自由度模型,分析了不同级数脉冲力修正对弹丸飞行中攻角的影响,并对影响脉冲力修正作用的各因素进行仿真分析,最后确定了合适的脉冲发动机功能参数。再次,对脉冲发动机控制策略进行了分析,有固定时刻修正和实时修正两种,主要涉及脉冲发动机点火工作时刻确定和工作级数选择。最后,通过仿真分析未修正下跟踪误差角的变化规律,提出将脉冲发动机级数选择分为固定级数脉冲发动机与依据跟踪误差角大小确定脉冲发动机级数两种情况。通过对未修正和修正两种情况下跟踪误差角的仿真分析,并结合修正效果,提出二次判断修正的脉冲发动机控制策略,并对此方法进行了修正效果和散布仿真分析,结果表明此方法能够更好地完成修正任务。然后在此基础上设计了系统的硬件组成框图和软件流程图。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 基本概念描述
• 1.3 末段弹道修正弹国内外研究现状
• 1.3.1 国外末段弹道修正弹研究现状
• 1.3.2 国内末段弹道修正弹研究现状
• 1.4 激光半主动末段弹道修正原理
• 1.5 本文主要研究内容
• 2 激光四象限探测器目标探测原理与模型分析
• 2.1 激光四象限探测器工作原理
• 2.2 激光四象限探测器目标探测数学模型
• 2.2.1 激光四象限探测器目标探测基本原理
• 2.2.2 激光四象限探测器光轴坐标系
• 2.2.3 目标在光轴坐标系中的方位模型
• 2.3 本章小结
• 3 脉冲末段修正弹道模型建立与脉冲力修正分析
• 3.1 坐标系定义
• 3.2 各坐标系间的转换关系
• 3.3 脉冲末段修正弹道模型建立
• 3.3.1 末段无控弹道模型建立
• 3.3.2 末段脉冲力修正作用下的有控弹道模型建立
• 3.4 脉冲力修正作用与影响因素分析
• 3.4.1 脉冲修正对迫弹飞行攻角的影响
• 3.4.2 迫弹转速对脉冲力修正作用影响
• 3.4.3 脉冲力作用时间对修正作用影响
• 3.4.4 其他影响脉冲发动机的因素
• 3.5 本章小结
• 4 脉冲发动机控制策略分析
• 4.1 脉冲发动机点火选择
• 4.2 脉冲发动机工作级数选择
• 4.3 本章小结
• 5 末段脉冲修正仿真与分析
• 5.1 末段不修正时误差角和目标方位角仿真与分析
• 5.1.1 无脉冲发动机作用下误差角
• 5.1.2 无脉冲发动机作用下目标方位角
• 5.2 末段脉冲发动机工作级数和修正能力仿真与分析
• 5.2.1 不同级数脉冲发动机修正能力仿真与分析
• 5.2.2 探测误差角与脉冲发动机工作级数关系
• 5.2.3 脉冲发动机修正后误差角与再修正仿真分析
• 5.3 二次判断修正与实时探测修正比较
• 5.3.1 算法方法比较
• 5.3.2 两种修正算法修正下误差角仿真分析
• 5.3.3 两种修正算法修正作用比较
• 5.4 二次判断修正下迫弹落点散布仿真与分析
• 5.4.1 蒙特卡罗法
• 5.4.2 确定射角下的修正效果
• 5.4.3 改变射角后的修正效果
• 5.5 本章小结
• 6 末段脉冲修正迫弹控制系统软硬件设计
• 6.1 控制系统硬件总体结构
• 6.2 脉冲点火电路设计
• 6.3 控制系统软件设计
• 6.4 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 课题总结
• 7.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录