滚仰式导引头斜置方案下的过顶奇异问题控制策略 被引量：1

1

作者 金秋延 刘福祥 +2 位作者 王新春 刘晓 莫波 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期628-640,共13页

在末制导阶段,由于制导目标位于弹体纵轴附近,滚仰式结构的导引头易出现奇异性问题而难以精确跟踪目标。针对上述问题,提出基于斜置方案的滚仰式导引头过顶奇异问题控制策略。在导引头稳定平台相对弹体斜置边界俯仰框架角的基础上,通过... 在末制导阶段,由于制导目标位于弹体纵轴附近,滚仰式结构的导引头易出现奇异性问题而难以精确跟踪目标。针对上述问题,提出基于斜置方案的滚仰式导引头过顶奇异问题控制策略。在导引头稳定平台相对弹体斜置边界俯仰框架角的基础上,通过控制弹体的滚转运动,保证导引头光轴始终避开过顶奇异区域,实现目标位于弹体纵轴附近和斜置导引头初始光轴附近两个过顶奇异区域的稳定跟踪。研究结果表明:所提策略相比于增设第三轴的方法,导引头体积小、质量轻;相比于分区域变参数控制策略,解决了静止和减速控制时过顶奇异区域内导引头对视线角速度跟踪失效的问题;仿真对比结果验证了所提策略具有跟踪精确度高、有效抑制控制系统失稳、降低探测器失调角的特点。 展开更多

关键词 斜置导引头 过顶奇异问题 滚仰式导引头 滚转弹

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90°离轴角红外滚仰式导引头光学系统 被引量：11

2

作者 张鑫 贾宏光 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期143-147,共5页

介绍了一种光机一体化结构的滚仰式红外导引头光学系统。光学系统的部分组件通过四块反射镜嵌入万向节支架，万向节支架由Nx360°运动的滚转框架和±90°运动的俯仰框架组成，双框架结构进行滚仰式运动，使光学系统具有前... 介绍了一种光机一体化结构的滚仰式红外导引头光学系统。光学系统的部分组件通过四块反射镜嵌入万向节支架，万向节支架由Nx360°运动的滚转框架和±90°运动的俯仰框架组成，双框架结构进行滚仰式运动，使光学系统具有前半球的观察；现场。光学系统为二次成像结构，由前组一次成像物镜、中继镜和后组倒像物镜三部分构成。由于导引头内部存在大的热梯度，前组需要单独消热差，而中继和后组共同消热差。利用热差互补原理的消热差设计方法获得各个透镜初始的光焦度，再由ZEMAX光学设计软件进行像差校正。分析结果表明，当环境热沉浸温度或热梯度温度从-40～80℃变化时，成像质量保持稳定，调制传递函数（MTF）接近衍射极限。光学系统满足光、机、热一体化设计要求。 展开更多

关键词 滚仰式导引头 红外光学系统 90°离轴角 消热差设计

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基于RBF神经网络的滚仰式导引头控制系统设计 被引量：3

3

作者 贾晓洪 韩宇萌 王炜强 《兵器装备工程学报》 CAS 2016年第8期1-5,共5页

为保证滚仰式捷联导引头的稳定控制,提出了一种基于RBF神经网络整定的PID控制策略,用于导引头稳定回路校正环节。根据滚仰式捷联导引头的运动学与动力学关系,结合导引头稳定回路校正环节采用的RBF神经网络PID控制算法,建立了滚仰式捷联... 为保证滚仰式捷联导引头的稳定控制,提出了一种基于RBF神经网络整定的PID控制策略,用于导引头稳定回路校正环节。根据滚仰式捷联导引头的运动学与动力学关系,结合导引头稳定回路校正环节采用的RBF神经网络PID控制算法,建立了滚仰式捷联导引头稳定与跟踪一体化仿真模型;仿真结果表明:滚仰式捷联导引头稳定回路采用RBF神经网络整定的PID控制器后,其动态性能优于传统PID控制器,建立的仿真模型能够对机动目标实现快速稳定跟踪,在工程应用中可提供有益参考。 展开更多

关键词 滚仰式导引头 稳定平台 伺服控制 RBF神经网络 PID参数整定

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滚仰式导引头的应用研究

4

作者 葛致磊 李国鹏 +2 位作者 王艳妮 黄岩 刘素云 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期812-816,共5页

常规俯仰偏航式导引头采用偏航外框架、俯仰内框架的万向支架结构,针对俯仰偏航式导引头因空间结构约束和大框架角盲区的限制而使导引头探测跟踪过程中框架离轴角较小的问题,研究能够同时满足导弹对导引头小型化和大离轴角要求的滚仰式... 常规俯仰偏航式导引头采用偏航外框架、俯仰内框架的万向支架结构,针对俯仰偏航式导引头因空间结构约束和大框架角盲区的限制而使导引头探测跟踪过程中框架离轴角较小的问题,研究能够同时满足导弹对导引头小型化和大离轴角要求的滚仰式导引头的任务越来越紧迫。滚仰式导引头采用滚转外框架、俯仰内框架的万向支架结构,滚仰式导引头和俯仰偏航式导引头的框架运动形式和跟踪稳定原理存在本质的差异,因此滚仰式导引头的应用还需要进一步研究和分析。通过与俯仰偏航式导引头的对比,分析研究2种导引头的区别和联系,重点从跟踪导弹和目标视线快速滚转以及最大离轴发射角2个方面研究了滚仰式导引头的应用,最后通过数字仿真和分析说明滚仰式导引头的优良性能,表明滚仰式导引头的研究价值和应用前景。 展开更多

关键词 滚仰式导引头 俯仰偏航式导引头 视线滚转角速度 离轴角 空对空导弹 角速度

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速率稳定滚仰式导引头跟踪回路自抗扰控制器设计与仿真 被引量：3

5

作者 王远飞 刘晓利 陈志华 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2020年第1期64-70,共7页

构建了一种速率稳定滚仰式导引头的双通道数学模型。对稳定回路采用速率陀螺反馈控制;对位置跟踪回路分别采用PID控制与自抗扰控制理论设计了控制器。通过仿真计算研究了控制器的动态性能、跟踪精度以及对外界干扰的鲁棒性。仿真结果表... 构建了一种速率稳定滚仰式导引头的双通道数学模型。对稳定回路采用速率陀螺反馈控制;对位置跟踪回路分别采用PID控制与自抗扰控制理论设计了控制器。通过仿真计算研究了控制器的动态性能、跟踪精度以及对外界干扰的鲁棒性。仿真结果表明:滚转通道对方波输入具有超调,而俯仰通道没有超调;自抗扰控制相比PI控制具有无超调、更快的上升时间和抗外界干扰能力;自抗扰控制器隔离度大约为PI控制器的1/30。研究结果为常规小口径火箭弹的制导化改造提供了一种可用的技术方案。 展开更多

关键词 滚仰式导引头 跟踪回路 速率稳定平台 自抗扰控制

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基于RBF神经网络的滚仰式导引头自适应滑模变结构控制

6

作者 姚亚鹏 《河南科技》 2021年第11期11-13,共3页

滚仰式导引头系统具有非线性和不确定性。本文结合导引头稳定平台的机械结构特性,通过坐标系变换对其运动学特性进行分析,基于欧拉动力学原理建立了平台的动力学模型,同时考虑到工程应用中建模不确定性和摩擦力矩、电机力矩、耦合力矩... 滚仰式导引头系统具有非线性和不确定性。本文结合导引头稳定平台的机械结构特性,通过坐标系变换对其运动学特性进行分析,基于欧拉动力学原理建立了平台的动力学模型,同时考虑到工程应用中建模不确定性和摩擦力矩、电机力矩、耦合力矩、干扰力矩等多种非线性因素对系统性能的影响,提出了一种基于RBF(径向基)神经网络的滑模变结构控制器设计方案。仿真结果表明,采用神经网络可实现模型中未知部分的自适应逼近,调节自适应权重可保证整个系统的稳定性和收敛性,有效抵抗干扰等非线性因素的影响。 展开更多

关键词 滚仰式导引头 建模 滑模控制 神经网络

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滚仰式红外导引头视线角速率提取方法研究 被引量：6

7

作者 花文涛 刘凯 丁海山 《红外技术》 CSCD 北大核心 2015年第1期63-66,72,共5页

由于滚仰式导引头的结构特殊性,制导控制系统需要的视线角速率信息是不能够直接测量得到的,因此提出了一种基于跟踪微分器的视线角速率提取方法。根据滚仰式导引头的结构特点,分析了滚仰式导引头的运动学原理,并根据滚仰式导引头的结构... 由于滚仰式导引头的结构特殊性,制导控制系统需要的视线角速率信息是不能够直接测量得到的,因此提出了一种基于跟踪微分器的视线角速率提取方法。根据滚仰式导引头的结构特点,分析了滚仰式导引头的运动学原理,并根据滚仰式导引头的结构推导出视线角与弹体姿态角、框架角和失调角的关系,然后设计了有限时间收敛跟踪微分器求解视线角速率信息。经数字仿真,对比了直接差分法和跟踪微分器法对视线角速率的提取效果,证明了利用跟踪微分器提取视线角速率的有效性。 展开更多

关键词 滚仰式导引头 视线角速率提取 跟踪微分器 框架运动学

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滚-仰式导引头跟踪原理 被引量：35

8

作者 王志伟 祁载康 王江 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期274-277,共4页

研究适用于近距格斗空空导弹的滚-仰式导引头跟踪原理。根据导引头探测器上目标的位置信息,导引头稳定平台状态及导引头与弹体间的相对运动关系,导出了导引头跟踪框架角误差信号的数学模型,以实现导引头的闭环控制。然后结合导引头的控... 研究适用于近距格斗空空导弹的滚-仰式导引头跟踪原理。根据导引头探测器上目标的位置信息,导引头稳定平台状态及导引头与弹体间的相对运动关系,导出了导引头跟踪框架角误差信号的数学模型,以实现导引头的闭环控制。然后结合导引头的控制特点,完成了导引头控制系统的设计。结合工程实际应用,研究了导引头跟踪框架角误差简化公式的适用性,研究表明,简化公式和精确公式给控制系统性能带来的主要差别在于由简化公式得到的俯仰通道控制系统较精确公式得到的俯仰通道控制系统稍慢。其造成的影响可以通过俯仰通道与滚转通道带宽比的优化设计来补偿。分析表明,实际应用中可以采用简化公式求导引头跟踪框架角增量,实现导引头的闭环控制。 展开更多

关键词 滚-仰式导引头 稳定平台 目标跟踪

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滚仰式捷联导引头视线角速度提取技术研究 被引量：6

9

作者 江云 李友年 王霞 《电光与控制》 北大核心 2015年第4期66-69,共4页

滚仰式捷联导引头具有很好的应用前景,但在过顶跟踪时提取稳定的视线角速度问题一直没有妥善的解决方法。提出一种利用导引头提供的失调角、框架角及框架角速度等信息构建"虚拟偏仰式导引头"的方法,设计Kalman滤波器对目标垂... 滚仰式捷联导引头具有很好的应用前景,但在过顶跟踪时提取稳定的视线角速度问题一直没有妥善的解决方法。提出一种利用导引头提供的失调角、框架角及框架角速度等信息构建"虚拟偏仰式导引头"的方法,设计Kalman滤波器对目标垂直视线运动信息进行估计,进而间接提取出视线角速度信息,用于产生制导指令。仿真结果表明,在过顶跟踪时该方法能有效抑制视线角速度抖动,视线角速度精度显著提高。 展开更多

关键词 空空导弹 滚仰式捷联导引头 制导指令 过顶跟踪控制 视线角速度

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滚仰式半捷联导引头制导信息提取技术研究

10

作者 秦思凯 李超 +2 位作者 任宏光 胡一帆 张跃坤 《弹箭与制导学报》 北大核心 2021年第6期90-94,共5页

为解决滚仰式半捷联导引头无法直接输出惯性视线角速率的问题,提出一种采用扩展卡尔曼滤波技术对视线角速率进行提取的方案。首先建立了滚仰式导引头动力学模型,并给出了惯性系下弹目视线角速率的计算方法,然后采用扩展卡尔曼滤波方法... 为解决滚仰式半捷联导引头无法直接输出惯性视线角速率的问题,提出一种采用扩展卡尔曼滤波技术对视线角速率进行提取的方案。首先建立了滚仰式导引头动力学模型,并给出了惯性系下弹目视线角速率的计算方法,然后采用扩展卡尔曼滤波方法估计得到惯性系下视线角速率信息,最后建立包含滚仰式导引头的制导系统闭环数学模型,得到视线角速率提取仿真结果。结果表明,该制导信息提取算法能提取满足精度要求的视线角速率,并且比视线角速率重构方法更平滑。 展开更多

关键词 滚仰式导引头 视线角速率 重构 提取

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滚仰式半捷联光电稳定平台误差分析与补偿 被引量：2

11

作者 赵毅鑫 崔颢 +1 位作者 陈晓曾 丁海山 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2021年第6期53-57,共5页

为了提高滚仰式半捷联光电稳定平台的视线指向测量精度,提出一种稳定平台误差建模与参数标定的方法。针对滚仰式导引头的结构特点,分析了稳定平台的主要误差来源,利用坐标变换法和泰勒公式建立了失调角的线性误差模型,设计了通过补偿失... 为了提高滚仰式半捷联光电稳定平台的视线指向测量精度,提出一种稳定平台误差建模与参数标定的方法。针对滚仰式导引头的结构特点,分析了稳定平台的主要误差来源,利用坐标变换法和泰勒公式建立了失调角的线性误差模型,设计了通过补偿失调角误差提高稳定平台的视线指向测量精度方法。针对稳定平台误差参数标定问题,利用最小二乘法设计了误差参数标定方法。仿真结果表明:误差参数标定方法可以有效标定误差参数,通过失调角线性误差模型补偿失调角误差的方法可以显著提高稳定平台视线指向测量精度。 展开更多

关键词 稳定平台 装调误差 参数标定 补偿 滚仰式导引头 最小二乘法 制导与控制

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一种小型化滚‐仰式长波红外光学系统设计 被引量：4

12

作者 贺磊 张建隆 +1 位作者 杨振 郭鑫民 《红外技术》 CSCD 北大核心 2018年第12期1142-1148,共7页

为实现空空弹导引头的小型化、轻量化设计,采用滚-仰式导引头总体布局方式,利用反射镜折转光路,选用J-T制冷型320×256长波红外探测器作为接收器件,设计了一种高分辨率长波红外成像制导光学系统。设计结果表明,光学系统样机焦距为10... 为实现空空弹导引头的小型化、轻量化设计,采用滚-仰式导引头总体布局方式,利用反射镜折转光路,选用J-T制冷型320×256长波红外探测器作为接收器件,设计了一种高分辨率长波红外成像制导光学系统。设计结果表明,光学系统样机焦距为100 mm,视场大小为5.5?×4.4?,在16 lp/mm处,轴上视场的调制传递函数(MTF值)高于0.54,轴外传递函数(MTF)高于0.40,系统畸变小于2.1%,系统在-45℃～+70℃温度范围内具有良好的消热差效果。此外利用光学设计软件对系统进行了杂散光和公差分析,经实测样机,光学系统成像质量优良,各项性能指标满足技术指标要求。 展开更多

关键词 高分辨率 长波红外 滚-仰式导引头 光学系统 消热差

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