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Measurement of bullet impact conditions using automated in-flight photography system 被引量:5
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作者 Ryan Decker Marco Duca Shawn Spickert-Fulton 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第4期288-294,共7页
Knowledge of impact conditions is critical to evaluating the terminal impact performance of a projectile.For a small caliber bullet,in-flight velocity has been precisely measured for decades using detection screens,bu... Knowledge of impact conditions is critical to evaluating the terminal impact performance of a projectile.For a small caliber bullet,in-flight velocity has been precisely measured for decades using detection screens,but accurately quantifying the orientation of the bullet on a target has been more challenging.This report introduces the Automated Small-Arms Photogrammetry(ASAP)analysis method used to measure,model,and predict the orientation of a small caliber bullet before reaching an impact surface.ASAP uses advanced hardware developed by Sydor Technologies to record a series of infrared digital photographs.Individual images(four orthogonal pairs)are processed using computer vision algorithms to quantify the orientation of the projectile and re-project its precise position and orientation into a three-dimensional muzzle-fixed coordinate system.An epicyclic motion model is fit to the measured data,and the epicyclic motion is extrapolated to the target location.Analysis results are fairly immediate and may be reviewed during testing.Prove-out demonstrations have shown that the impact-angle prediction capability is less than six hundredths of a degree for the 5.56 mm ball round tested.Keywords:Yaw,Terminal ballistics,Exterior ballistics,Test&evaluation,Computer vision,Image processing,Angle of 展开更多
关键词 terminal BALLISTICS EXTERIOR BALLISTICS Test & evaluation Computer vision Image processing angle of attack
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考虑终端多约束条件的多项式最优制导律 被引量:1
2
作者 周昶丰 范世鹏 《弹箭与制导学报》 北大核心 2024年第2期97-104,共8页
针对考虑终端脱靶量、碰撞角和加速度多约束的精确制导问题,提出了一种可解析求解的多项式最优制导律。将视场角正切值设定为弹目距离的多项式函数形式,将终端多约束条件转化为多项式系数的代数关系式,并引入优化思想,得到弹目距离加权... 针对考虑终端脱靶量、碰撞角和加速度多约束的精确制导问题,提出了一种可解析求解的多项式最优制导律。将视场角正切值设定为弹目距离的多项式函数形式,将终端多约束条件转化为多项式系数的代数关系式,并引入优化思想,得到弹目距离加权的能量最优指标下的多项式系数最优解,依据弹目运动关系将视场角正切值变化改写为相应满足终端碰撞角约束与加速度约束的制导指令解析式。针对不同加权系数、不同终端打击角度等条件对制导律制导效果进行了仿真验证,并与弹道成型制导律进行了对比。仿真结果表明,所提出的制导律可以使导弹以任意期望碰撞角准确命中目标,终端过载指令平稳收敛至0,避免了末端指令饱和现象。相较此前多项式制导相关研究,文中制导方法避免了在制导模型中引入小角度线性近似条件,提高了对轨迹与制导指令的设计精度,并能约束视场角大小从而规避系统可能出现的奇异性问题和自变量单调性问题,在终端可实现全向攻击。 展开更多
关键词 多项式制导 碰撞角约束 参数优化 终端加速度约束
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基于落角和时间约束的巡飞弹末端协同打击策略
3
作者 赵军民 王荣刚 +1 位作者 李新国 张栋 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期386-395,共10页
为解决集群巡飞弹末制导阶段协同定向打击问题,提出了一种具有落角约束的巡飞弹末端协同打击策略。基于小偏差方法,推导了一种具有落角约束的偏置比例制导律,以解决纵向平面定向打击问题。结合所提制导方案,推导了综合考虑比例控制项和... 为解决集群巡飞弹末制导阶段协同定向打击问题,提出了一种具有落角约束的巡飞弹末端协同打击策略。基于小偏差方法,推导了一种具有落角约束的偏置比例制导律,以解决纵向平面定向打击问题。结合所提制导方案,推导了综合考虑比例控制项和角度控制项剩余时间估计方法。在侧向平面内,设计了一种具有时变系数且不存在除零奇异问题的时间控制偏置项,以解决时间控制问题。此外,以剩余时间为协调变量,利用双层协同架构来解决多枚巡飞弹协同定向打击问题。仿真结果验证了该协同制导策略良好的落角控制和协同打击性能。 展开更多
关键词 协同打击 末制导 时间约束 落角约束
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基于无量纲模型的空地导弹强化学习制导律
4
作者 黄晓阳 周军 +2 位作者 赵斌 许新鹏 沈昱恒 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1445-1455,共11页
针对空地导弹对地打击的终端角度约束制导问题,提出了一种基于无量纲模型和终端奖励的强化学习末制导方法。首先,基于导弹飞行运动学方程建立了无量纲弹目相对运动模型,降低了强化学习环境状态空间和观测空间规模,有效提高了终端角度约... 针对空地导弹对地打击的终端角度约束制导问题,提出了一种基于无量纲模型和终端奖励的强化学习末制导方法。首先,基于导弹飞行运动学方程建立了无量纲弹目相对运动模型,降低了强化学习环境状态空间和观测空间规模,有效提高了终端角度约束制导的强化学习网络训练效率;其次,综合考虑终端命中精度和终端攻击角度精度,不依赖过程奖励函数,构建了基于终端奖励的强化学习策略,避免了传统强化学习制导过程中存在的奖励稀疏问题;第三,采用深度确定性策略梯度算法,在典型场景下完成了考虑输入优化的末制导律训练。数学仿真实验表明,所述方法相比现有方法具有更高的命中精度和攻击角度精度,显著降低需用过载,能够有效克服现有强化学习制导方法中存在的计算资源占用高、学习效率低的问题,充分体现了其潜在的应用价值。 展开更多
关键词 深度强化学习 无量纲模型 深度确定性策略梯度算法 终端奖励函数 攻击角度约束
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旋转自稳定末敏子弹运动特性分析 被引量:7
5
作者 杨永亮 刘荣忠 +3 位作者 郭锐 陈亮 赵博博 邢柏阳 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期145-150,共6页
为研究某型旋转自稳定末敏子弹运动特性,充分考虑末敏子弹的结构强非对称特点和其初始抛撒条件,引入动不平衡弹体模型,推导超大攻角条件下子弹的空间6自由度弹道方程,计算分析子弹的稳态扫描运动特性。结果表明:子弹体的质量分布非对称... 为研究某型旋转自稳定末敏子弹运动特性,充分考虑末敏子弹的结构强非对称特点和其初始抛撒条件,引入动不平衡弹体模型,推导超大攻角条件下子弹的空间6自由度弹道方程,计算分析子弹的稳态扫描运动特性。结果表明:子弹体的质量分布非对称和初始抛撒角速度是子弹药实现稳态扫描运动的必要条件;子弹扫描频率只由抛撒角速度ω_(σ0)决定,且和ω_(σ0)正相关;初始俯仰角φ_(a0)≥0°时,扫描角整体呈增大趋势,初始俯仰角φ_(a0)<0°时,扫描角整体变化趋势为先减小后增大;扫描面积与配重-全弹质量比、初始俯仰角、初始偏航角和初始角速度呈正相关,与均质圆柱体转动惯量比呈负相关。 展开更多
关键词 末敏子弹 结构强非对称 大攻角 扫描特性 弹道学
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带终端攻击角度约束的变结构制导律 被引量:34
6
作者 吴鹏 杨明 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期116-120,共5页
针对某些导弹要求限制终端攻击角度的作战要求,基于滑模变结构控制理论,推导出一种对脱靶量和终端攻击角度约束的变结构制导律,在此基础上对弹-目相对距离变化率进行了估计,并对所提出制导律的性能进行了分析。所得制导律形式简单、实用... 针对某些导弹要求限制终端攻击角度的作战要求,基于滑模变结构控制理论,推导出一种对脱靶量和终端攻击角度约束的变结构制导律,在此基础上对弹-目相对距离变化率进行了估计,并对所提出制导律的性能进行了分析。所得制导律形式简单、实用,且克服了被动寻的导弹不能测弹-目距离变化率的约束。仿真结果证明,对于某些作变加速机动的目标,该制导律都能够以期望的终端攻击角度命中目标,对于目标的机动具有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 终端攻击角度 制导律 变结构控制
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带落角和末端攻角约束的最优末制导律 被引量:10
7
作者 张友安 孙阳平 +1 位作者 方悦 黄诘 《海军航空工程学院学报》 2013年第4期368-371,458,共5页
针对现代导弹武器多约束、高精度制导的基本要求,在综合考虑带落角和末端攻角约束的条件下,用二次型最优控制推导出一种新的最优末制导律。仿真结果表明,该末制导律既能够满足高精度制导的要求,同时也能够满足对落角和末端攻角的控制要求。
关键词 落角约束 末端攻角约束 制导律 最优控制
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无风条件下军用装备定点投放的数学建模及仿真 被引量:3
8
作者 李薇 黄振华 +1 位作者 周群 郝红芳 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2012年第10期43-45,共3页
以牛顿第二定律为基础,分析了降落伞和装备组成的伞物系统在空气中的受力情况,建立了无风、空气密度均匀条件下装备投放的微分方程模型。研究了装备在降落过程中的速度、迎角、降落时间、落地位置与飞机飞行高度、速度以及降落伞的关系... 以牛顿第二定律为基础,分析了降落伞和装备组成的伞物系统在空气中的受力情况,建立了无风、空气密度均匀条件下装备投放的微分方程模型。研究了装备在降落过程中的速度、迎角、降落时间、落地位置与飞机飞行高度、速度以及降落伞的关系,借助M ATLAB软件求常系数微分方程模型的数值解,对装备的降落过程进行模拟仿真。利用仿真结果对实际装备的投放操作进行指导,可以达到更好的投放效果。 展开更多
关键词 空气阻力系数 收尾速度 迎角 离散化 仿真
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带落角约束的固定配平攻角飞行器滚转制导律设计 被引量:6
9
作者 耿克达 周军 林鹏 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期320-325,共6页
固定配平攻角飞行器具有外形简单、控制通道少的优点,但其升力大小不可控,为实现精确制导,解决其带终端角度约束制导的问题,提出了一种含虚拟目标的滚转制导律设计方法。建立了含虚拟目标的滚转制导方程,给出了基本导引关系,并证明了该... 固定配平攻角飞行器具有外形简单、控制通道少的优点,但其升力大小不可控,为实现精确制导,解决其带终端角度约束制导的问题,提出了一种含虚拟目标的滚转制导律设计方法。建立了含虚拟目标的滚转制导方程,给出了基本导引关系,并证明了该导引关系下设计的制导律能有效对飞行器落点与落角进行控制。同时,给出了虚拟目标详细设计方法,并通过数值仿真验证了该制导律的有效性。仿真结果表明,提出的含虚拟目标的滚转制导律设计方法具有较高的制导精度与落角精度,同时设计方法简单,便于工程应用。 展开更多
关键词 固定配平攻角飞行器 落角约束 虚拟目标 滚转制导
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制导侵彻炸弹末端弹道成形方案设计与应用 被引量:3
10
作者 刁兆师 单家元 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2012年第6期112-116,共5页
针对制导侵彻炸弹落角约束增强毁伤效果的要求,提出了带落角、攻角约束的末端最优成型弹道方案。通过对飞行控制系统应用分析,设计了保证炸弹末端攻角收敛的攻角控制算法。利用数学仿真,研究了不同重力补偿程度对制导效果的影响;检验了... 针对制导侵彻炸弹落角约束增强毁伤效果的要求,提出了带落角、攻角约束的末端最优成型弹道方案。通过对飞行控制系统应用分析,设计了保证炸弹末端攻角收敛的攻角控制算法。利用数学仿真,研究了不同重力补偿程度对制导效果的影响;检验了在低空、高空投弹和不同期望落角条件下弹道成形方案的制导效果。仿真结果表明了当制导侵彻炸弹攻击静止目标时,采用常规重力补偿末端弹道成形方案具有较强的有效性和实用性。 展开更多
关键词 侵彻炸弹 最优控制 落角约束 末端攻角收敛 弹道成形
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一种多约束条件下的最优末制导律研究 被引量:4
11
作者 孙阳平 林王鹏 +1 位作者 范作娥 周静 《兵工自动化》 2013年第12期4-7,共4页
为了更好地满足现代导弹武器多约束、高精度制导的基本要求,提出一种新的最优末制导律。在综合考虑落角和末端攻角的要求下,用二次型最优控制推导出新的制导律,并给出了零阶无时延系统的表达式,最后运用典型弹道仿真和对比试验验证了该... 为了更好地满足现代导弹武器多约束、高精度制导的基本要求,提出一种新的最优末制导律。在综合考虑落角和末端攻角的要求下,用二次型最优控制推导出新的制导律,并给出了零阶无时延系统的表达式,最后运用典型弹道仿真和对比试验验证了该制导律的良好的弹道性能。仿真结果表明:该制导律不但能够满足多约束高精度制导的要求,而且对落角、末端攻角控制和早期弹道修正具有较大的优势。 展开更多
关键词 落角约束 末端攻角约束 制导律 最优控制
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反舰导弹突击岛礁区舰船末制导雷达开机距离和角度研究 被引量:5
12
作者 陈榕 沈培志 张海峰 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期5-8,共4页
为从战术层面提高雷达制导反舰导弹导引头截获岛礁区舰船的能力,在分析雷达导引头截获岛礁区舰船必要条件的基础上,建立了导弹、目标舰船与岛礁的位置关系模型,推导得到末制导雷达开机距离、攻击方位同岛目距离差、角度差的关系表达式,... 为从战术层面提高雷达制导反舰导弹导引头截获岛礁区舰船的能力,在分析雷达导引头截获岛礁区舰船必要条件的基础上,建立了导弹、目标舰船与岛礁的位置关系模型,推导得到末制导雷达开机距离、攻击方位同岛目距离差、角度差的关系表达式,为判断是否满足截获条件提供了依据,并进行了仿真分析。研究成果为优化雷达制导反舰导弹攻击岛礁区目标舰船的作战使用奠定了基础。 展开更多
关键词 岛礁区舰船 攻击方位 末制导雷达开机距离 距离分辨力 角度分辨力
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非奇异快速终端滑模及动态面控制的轨迹跟踪制导律 被引量:8
13
作者 陈琦 王旭刚 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期91-100,共10页
针对飞行器跟踪预设轨迹的问题,提出非奇异快速终端滑模和角度约束的轨迹跟踪制导律。通过引入虚拟目标点,提出参考轨迹曲率半径的期望视线角约束条件,建立带有视线角约束并考虑自动驾驶仪动态特性的轨迹跟踪数学模型。为了保证在有限... 针对飞行器跟踪预设轨迹的问题,提出非奇异快速终端滑模和角度约束的轨迹跟踪制导律。通过引入虚拟目标点,提出参考轨迹曲率半径的期望视线角约束条件,建立带有视线角约束并考虑自动驾驶仪动态特性的轨迹跟踪数学模型。为了保证在有限时间内跟踪预设轨迹并避免出现奇异问题,采用快速非奇异终端滑模和动态面控制方法进行制导律设计。推导出视线角误差和轨迹跟踪误差之间的数学关系,并利用Lyapunov稳定性准则证明轨迹跟踪误差最终有界任意小。与弹道成型轨迹跟踪制导律进行仿真对比,仿真结果表明所提出的制导律具有良好的跟踪性能及鲁棒性。 展开更多
关键词 非线性制导律 轨迹跟踪 视线角约束 有限时间收敛 非奇异终端滑模控制 角度约束
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带攻击角度约束的自适应终端滑模导引律 被引量:11
14
作者 杨锁昌 张宽桥 陈鹏 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1566-1574,共9页
针对某些导弹在对目标进行打击时需要满足零脱靶量和攻击角度约束的要求,首先基于终端滑模控制和有限时间控制理论,改进了一种快速收敛的非奇异终端滑模函数,用于设计滑模面,结合自适应指数趋近律,提出了一种自适应非奇异终端滑模控制方... 针对某些导弹在对目标进行打击时需要满足零脱靶量和攻击角度约束的要求,首先基于终端滑模控制和有限时间控制理论,改进了一种快速收敛的非奇异终端滑模函数,用于设计滑模面,结合自适应指数趋近律,提出了一种自适应非奇异终端滑模控制方法,解决了传统终端滑模控制中存在的奇异问题,并使状态变量在有限时间内快速收敛到平衡点。然后将所提方法用于导引律的设计,提出了一种带攻击角度约束的自适应非奇异和有限时间收敛导引律,实现了导弹对脱靶量和攻击角度约束的要求;采用有限时间控制理论对该导引律的收敛特性进行了分析,证明了制导系统状态的全局有限时间快速收敛特性。与传统的非奇异终端滑模导引律相比,本文所提导引律能够在更短的时间内以更小的脱靶量和更高精度的攻击角度对目标实施打击。最后进行了大量的对比仿真实验,仿真结果验证了所提导引律的有效性。 展开更多
关键词 导引律 攻击角度约束 非奇异终端滑模控制 指数趋近律 有限时间收敛
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基于扩张干扰观测器的带攻击角约束制导律 被引量:3
15
作者 张皎 杨旭 刘源翔 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2256-2268,共13页
针对导弹拦截机动目标时要求限制终端攻击角度的问题,提出了一种基于扩张干扰观测器(EDO)的有限时间收敛制导律.考虑拦截时弹目相对运动关系,将导弹速度的时变、未知的运动目标加速度视为扰动,采用EDO对干扰进行实时的观测和补偿.通过... 针对导弹拦截机动目标时要求限制终端攻击角度的问题,提出了一种基于扩张干扰观测器(EDO)的有限时间收敛制导律.考虑拦截时弹目相对运动关系,将导弹速度的时变、未知的运动目标加速度视为扰动,采用EDO对干扰进行实时的观测和补偿.通过引入快速跟踪微分器解决制导律中所需期望视线角速率无法直接获取的问题.同时,在制导律性能分析中引入了滑模捕捉能力的概念,分别对不同攻击场景和不同运动形式的机动目标进行拦截仿真,结果表明该制导律有良好的制导性能和鲁棒性,并与其他的制导律进行仿真对比,其所需过载小,脱靶量小,易于工程实现. 展开更多
关键词 末端制导律 攻击角度约束 有限时间收敛 扩张干扰观测器 跟踪微分器
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采用比例导引的侵彻型制导航弹末段攻角控制分析 被引量:3
16
作者 杨桂清 夏群力 左媞媞 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第S9期141-143,共3页
制导航弹为实现侵彻必须对末段姿态进行控制。在采用过重补比例导引制导律来增大落角的同时,也使末段攻角比较大。而大攻角对侵彻是不利的,因此需要对末段攻角进行控制,文中对侵彻型制导航弹末段攻角控制的理论和实现方法进行了探讨。
关键词 比例导引 末段姿态控制 落角 末段攻角控制
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复杂条件下军用装备定点投放的建模与仿真 被引量:2
17
作者 李薇 黄振华 +1 位作者 周群 郝红芳 《兵工自动化》 2011年第9期41-44,共4页
为了对军用装备的投放操作进行指导,以牛顿第二定律为基础,根据降落伞和装备组成的伞物系统在空气中的受力情况以及空气密度与温度、气压等因素的关系,建立了复杂条件下装备定点投放的微分方程模型。分析了在降落过程中的速度、迎角、... 为了对军用装备的投放操作进行指导,以牛顿第二定律为基础,根据降落伞和装备组成的伞物系统在空气中的受力情况以及空气密度与温度、气压等因素的关系,建立了复杂条件下装备定点投放的微分方程模型。分析了在降落过程中的速度、迎角、降落时间、落地位置与飞机飞行高度、速度以及降落伞的关系,并借助MATLAB软件对微分方程模型进行离散化求解与仿真,最后运用蒙特卡罗法加入随机因素对落地点进行预测。该研究对实际训练和作战具有很好的参考价值。 展开更多
关键词 空气阻力系数 收尾速度 迎角 数值解 仿真 蒙特卡罗法
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带攻击角约束的有限时间收敛滑模制导律 被引量:4
18
作者 张凯 杨锁昌 +2 位作者 张宽桥 姚运志 陈鹏 《电光与控制》 北大核心 2017年第1期63-66,81,共5页
针对导弹带攻击角度约束打击目标问题,提出带攻击角约束的有限时间收敛滑模制导律。首先,建立弹目相对运动关系,基于滑模变结构理论,采用一种快速非线性终端滑模面,选取自适应幂次趋近律,进行制导律设计。其次,利用Lyapunov理论进行制... 针对导弹带攻击角度约束打击目标问题,提出带攻击角约束的有限时间收敛滑模制导律。首先,建立弹目相对运动关系,基于滑模变结构理论,采用一种快速非线性终端滑模面,选取自适应幂次趋近律,进行制导律设计。其次,利用Lyapunov理论进行制导律的稳定性分析,并对制导律有限时间收敛进行分析,采用饱和函数代替符号函数,减小抖动的影响。最后,将所设计的制导律与带落角约束的偏置比例导引律进行对比。仿真表明,所设计的制导律性能更加优越,具有较强的鲁棒性,达到期望攻击角度的要求。 展开更多
关键词 攻击角约束 有限时间收敛 终端滑模控制 制导律
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三维多变量超螺旋固定时间滑模制导律 被引量:3
19
作者 李军 廖宇新 +1 位作者 李珺 罗世彬 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第10期47-52,61,共7页
针对拦截高速机动目标时需要满足以指定攻击角命中目标的要求,提出了一种带攻击角约束的三维多变量超螺旋固定时间滑模拦截制导律。在弹目三维相对运动模型的基础上,将制导问题转化为关于视线角的二阶系统控制问题;根据终端滑模控制理... 针对拦截高速机动目标时需要满足以指定攻击角命中目标的要求,提出了一种带攻击角约束的三维多变量超螺旋固定时间滑模拦截制导律。在弹目三维相对运动模型的基础上,将制导问题转化为关于视线角的二阶系统控制问题;根据终端滑模控制理论和多变量超螺旋算法,分别设计了多变量终端滑模面和带攻击角约束的制导律;利用Lyapunov函数证明了闭环制导系统固定时间稳定;通过和非奇异终端滑模制导律的仿真对比,验证了所设计的制导律具有良好的拦截精度和鲁棒性。 展开更多
关键词 三维拦截制导律 终端攻击角约束 终端滑模 超螺旋算法
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一种新的有限时间收敛的末制导律设计 被引量:1
20
作者 李磊 郭建国 +1 位作者 周军 王国庆 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2015年第12期145-148,共4页
针对机动目标的三维拦截问题,提出了一种基于有限时间收敛的新型末制导律设计方法。首先针对三维弹目相对运动学模型,提出了末制导律设计的基本设计原则和要求。其次,提出了一种新的非线性积分型Terminal滑模面,避免了传统Terminal滑模... 针对机动目标的三维拦截问题,提出了一种基于有限时间收敛的新型末制导律设计方法。首先针对三维弹目相对运动学模型,提出了末制导律设计的基本设计原则和要求。其次,提出了一种新的非线性积分型Terminal滑模面,避免了传统Terminal滑模的奇异问题。并针对弹目相对学模型,设计一种具有鲁棒性的积分型Terminal滑模制导律,同时基于李亚普诺夫稳定性理论严格证明了在该制导律作用下,不仅可以达到零化弹目视线角速率的要求,而且也保证了末制导系统在有限时间的稳定性。最后通过对目标机动的拦截仿真,与比例导引律相比,不仅具有更高制导精度,而且也实现了制导系统有限时间的稳定。 展开更多
关键词 制导律 有限时间收敛 terminal滑模 视线角速率
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