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旋转捷联式图像制导技术及应用
1
作者
蒋滨安
郭佳晖
+1 位作者
凌冲
钱立志
《系统工程与电子技术》
北大核心
2025年第3期970-977,共8页
捷联式图像导引头结构紧凑、可抗高过载、成本相对低廉,契合精确制导炮弹对小型化、抗过载、低成本的需求。然而,在炮弹飞行时由自旋引起的弹体章动和进动,加大了弹目视线角与弹体姿态角解耦难度,长期制约捷联式导引头在制导炮弹上的应...
捷联式图像导引头结构紧凑、可抗高过载、成本相对低廉,契合精确制导炮弹对小型化、抗过载、低成本的需求。然而,在炮弹飞行时由自旋引起的弹体章动和进动,加大了弹目视线角与弹体姿态角解耦难度,长期制约捷联式导引头在制导炮弹上的应用。对此,提出一种针对旋转捷联图像制导炮弹的弹目视线角提取方法,设计带有视场角约束的旋转捷联式图像末制导方案:通过解算全攻角方程,在导引头视场内提取虚拟速度矢量,闭环制导回路;构造含视场角约束的非线性滑模面和正切型障碍李雅普诺夫函数,采用间歇控制,实现目标视场内稳定锁定;引入自适应扩张状态观测器,对目标运动进行估计和补偿,减小弹体抖震现象。所提方案通过数值仿真和实弹飞行验证,命中精度达到预期指标要求,可实现旋转捷联图像制导炮弹的精确制导控制。
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关键词
图像制导
旋转捷联
姿态隔离
视场角约束
障碍李雅普诺夫函数
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职称材料
一种带导引头视角和落角约束的导引方法
被引量:
16
2
作者
顾家立
陈万春
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第6期782-787,共6页
针对导弹大落角需求下引起的目标超出导引头视场造成锁定失败的情况,提出了一种采用开关逻辑的导引律。该方法在落角控制导引律的基础上引入了一个开关项,当导引头视角超出设定阈值时开启开关项,通过反向原指令加速度来抑制视角的增大,...
针对导弹大落角需求下引起的目标超出导引头视场造成锁定失败的情况,提出了一种采用开关逻辑的导引律。该方法在落角控制导引律的基础上引入了一个开关项,当导引头视角超出设定阈值时开启开关项,通过反向原指令加速度来抑制视角的增大,使目标始终处在导引头视场之内,当导引头视角小于设定阈值时关闭开关项以发挥原导引律的优势。新导引律能有效攻击固定与运动目标,且无需弹目相对距离信息。仿真表明,该导引律既有效地限制了导引头视角,又保留了原导引律高落角精度和指令加速度在末段收敛到零的特性。
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关键词
导引头视场
视角限制
大落角约束
开关制导律
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职称材料
考虑导引头视场角的仿生分段复合制导律研究
3
作者
王正杰
蔡长青
黄伟林
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期186-192,共7页
由于可带载荷重量尺寸限制,微小型弹药会采用捷联式导引头.弹药末段攻击时,小的需用视场角可以确保对目标的有效跟踪和打击.自然界中,蜻蜓捕食果蝇的追踪策略与轨迹可以提供参考.基于蜻蜓追捕目标的追踪策略,提出分段制导律,即在追踪目...
由于可带载荷重量尺寸限制,微小型弹药会采用捷联式导引头.弹药末段攻击时,小的需用视场角可以确保对目标的有效跟踪和打击.自然界中,蜻蜓捕食果蝇的追踪策略与轨迹可以提供参考.基于蜻蜓追捕目标的追踪策略,提出分段制导律,即在追踪目标时初始段会快速调整弹药姿态进入尾追模式,并在追踪后半段使用运动伪装的追踪策略捕捉目标.初制导段利用滑模控制律对视差角进行控制,使弹药调整至尾追姿态,末制导段运用焦点位于无限远的运动伪装制导律进行目标跟踪,初制导段与末制导段间采取二阶平滑交接律进行过渡.仿生分段复合制导律仿真结果表明,与传统比例导引律相比,在末制导段中弹药的需用过载小,目标更接近视场中心位置,能够减小弹药在末制导段受机体的可用过载和导引头的视场限制,有效提高攻击精度.
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关键词
仿生制导
运动伪装制导律
分段制导
微小型弹药
视场角
捷联导引头
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职称材料
考虑导引头视场角和落角约束的制导方法
被引量:
10
4
作者
张道驰
孙静
+1 位作者
温求遒
夏群利
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期452-457,共6页
针对空地武器采用最优弹道成型制导律进行大落角攻击时易造成导引头跟踪误差角大于其视场角而丢失目标的问题,提出一种满足导弹导引头视场角约束和落角约束的制导方法.基于线性化模型和小角假设,得到了导引头跟踪误差角的解析表达式,分...
针对空地武器采用最优弹道成型制导律进行大落角攻击时易造成导引头跟踪误差角大于其视场角而丢失目标的问题,提出一种满足导弹导引头视场角约束和落角约束的制导方法.基于线性化模型和小角假设,得到了导引头跟踪误差角的解析表达式,分析了影响导引头跟踪误差角的因素及最大跟踪误差角的取值范围.在此基础上,针对不同空地武器提出了通过改变末制导初始弹目视线角或放松落角约束的方式满足导引头视场角约束的制导方法,并给出了初始弹目视线角的取值原则及最大允许落角的计算方法.通过仿真校验,证明了导引头跟踪误差角的解析解的正确性及制导方法的可行性.
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关键词
视场角约束
落角约束
导引头误差角
空地武器
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职称材料
末制导弹药捷联制导控制一体化技术研究
被引量:
1
5
作者
韩旭东
张鹏飞
+2 位作者
张意
齐竹昌
柴劲
《兵器装备工程学报》
CSCD
北大核心
2022年第6期269-275,共7页
建立了制导控制一体化系统的数学模型,设计非线性扩张状态观测器对系统不确定性进行了在线估计;基于动态面滑模理论,对制导控制系统进行了一体化设计,使弹体以特定角度命中目标,同时满足捷联导引头的视场角约束;为提高系统的抗干扰能力...
建立了制导控制一体化系统的数学模型,设计非线性扩张状态观测器对系统不确定性进行了在线估计;基于动态面滑模理论,对制导控制系统进行了一体化设计,使弹体以特定角度命中目标,同时满足捷联导引头的视场角约束;为提高系统的抗干扰能力,在控制律中对观测器估计的系统不确定性进行了动态反馈补偿;利用李雅普诺夫理论证明了算法的稳定性;最后,通过六自由度弹道仿真验证了所提算法的正确性与有效性。
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关键词
末制导弹药
制导控制一体化设计
动态面滑模控制
非线性扩张状态观测器
攻击角约束
捷联导引头视场约束
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职称材料
题名
旋转捷联式图像制导技术及应用
1
作者
蒋滨安
郭佳晖
凌冲
钱立志
机构
陆军炮兵防空兵学院高过载弹药制导控制与信息感知实验室
出处
《系统工程与电子技术》
北大核心
2025年第3期970-977,共8页
文摘
捷联式图像导引头结构紧凑、可抗高过载、成本相对低廉,契合精确制导炮弹对小型化、抗过载、低成本的需求。然而,在炮弹飞行时由自旋引起的弹体章动和进动,加大了弹目视线角与弹体姿态角解耦难度,长期制约捷联式导引头在制导炮弹上的应用。对此,提出一种针对旋转捷联图像制导炮弹的弹目视线角提取方法,设计带有视场角约束的旋转捷联式图像末制导方案:通过解算全攻角方程,在导引头视场内提取虚拟速度矢量,闭环制导回路;构造含视场角约束的非线性滑模面和正切型障碍李雅普诺夫函数,采用间歇控制,实现目标视场内稳定锁定;引入自适应扩张状态观测器,对目标运动进行估计和补偿,减小弹体抖震现象。所提方案通过数值仿真和实弹飞行验证,命中精度达到预期指标要求,可实现旋转捷联图像制导炮弹的精确制导控制。
关键词
图像制导
旋转捷联
姿态隔离
视场角约束
障碍李雅普诺夫函数
Keywords
image guidance
rotating
strapdown
attitude isolation
field
of
view
angle
constraint
obstacle Lyapunov function
分类号
TP391.4 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
一种带导引头视角和落角约束的导引方法
被引量:
16
2
作者
顾家立
陈万春
机构
北京航空航天大学宇航学院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第6期782-787,共6页
基金
空军装备预研项目(200815004)
文摘
针对导弹大落角需求下引起的目标超出导引头视场造成锁定失败的情况,提出了一种采用开关逻辑的导引律。该方法在落角控制导引律的基础上引入了一个开关项,当导引头视角超出设定阈值时开启开关项,通过反向原指令加速度来抑制视角的增大,使目标始终处在导引头视场之内,当导引头视角小于设定阈值时关闭开关项以发挥原导引律的优势。新导引律能有效攻击固定与运动目标,且无需弹目相对距离信息。仿真表明,该导引律既有效地限制了导引头视角,又保留了原导引律高落角精度和指令加速度在末段收敛到零的特性。
关键词
导引头视场
视角限制
大落角约束
开关制导律
Keywords
seeker
's
field
-
of
-
view
Look angle restriction
Large impact angle
constraint
Switching guidance law
分类号
TJ765 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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职称材料
题名
考虑导引头视场角的仿生分段复合制导律研究
3
作者
王正杰
蔡长青
黄伟林
机构
北京理工大学机电学院
出处
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期186-192,共7页
基金
国家部委预研项目(30105160403)。
文摘
由于可带载荷重量尺寸限制,微小型弹药会采用捷联式导引头.弹药末段攻击时,小的需用视场角可以确保对目标的有效跟踪和打击.自然界中,蜻蜓捕食果蝇的追踪策略与轨迹可以提供参考.基于蜻蜓追捕目标的追踪策略,提出分段制导律,即在追踪目标时初始段会快速调整弹药姿态进入尾追模式,并在追踪后半段使用运动伪装的追踪策略捕捉目标.初制导段利用滑模控制律对视差角进行控制,使弹药调整至尾追姿态,末制导段运用焦点位于无限远的运动伪装制导律进行目标跟踪,初制导段与末制导段间采取二阶平滑交接律进行过渡.仿生分段复合制导律仿真结果表明,与传统比例导引律相比,在末制导段中弹药的需用过载小,目标更接近视场中心位置,能够减小弹药在末制导段受机体的可用过载和导引头的视场限制,有效提高攻击精度.
关键词
仿生制导
运动伪装制导律
分段制导
微小型弹药
视场角
捷联导引头
Keywords
bionic guidance
motion camouflage guidance
segment guidance
micro-ample ammunition
field
of
view
strapdown
seeker
分类号
V448.134 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
考虑导引头视场角和落角约束的制导方法
被引量:
10
4
作者
张道驰
孙静
温求遒
夏群利
机构
北京理工大学宇航学院
中国兵器科学研究院
出处
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期452-457,共6页
基金
北京理工大学基础研究基金资助项目(20130142016)
文摘
针对空地武器采用最优弹道成型制导律进行大落角攻击时易造成导引头跟踪误差角大于其视场角而丢失目标的问题,提出一种满足导弹导引头视场角约束和落角约束的制导方法.基于线性化模型和小角假设,得到了导引头跟踪误差角的解析表达式,分析了影响导引头跟踪误差角的因素及最大跟踪误差角的取值范围.在此基础上,针对不同空地武器提出了通过改变末制导初始弹目视线角或放松落角约束的方式满足导引头视场角约束的制导方法,并给出了初始弹目视线角的取值原则及最大允许落角的计算方法.通过仿真校验,证明了导引头跟踪误差角的解析解的正确性及制导方法的可行性.
关键词
视场角约束
落角约束
导引头误差角
空地武器
Keywords
field
of
view
constraint
impact angle
constraint
seeker
look angle
air to ground weapon
分类号
TJ765.3 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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职称材料
题名
末制导弹药捷联制导控制一体化技术研究
被引量:
1
5
作者
韩旭东
张鹏飞
张意
齐竹昌
柴劲
机构
西安现代控制技术研究所
出处
《兵器装备工程学报》
CSCD
北大核心
2022年第6期269-275,共7页
文摘
建立了制导控制一体化系统的数学模型,设计非线性扩张状态观测器对系统不确定性进行了在线估计;基于动态面滑模理论,对制导控制系统进行了一体化设计,使弹体以特定角度命中目标,同时满足捷联导引头的视场角约束;为提高系统的抗干扰能力,在控制律中对观测器估计的系统不确定性进行了动态反馈补偿;利用李雅普诺夫理论证明了算法的稳定性;最后,通过六自由度弹道仿真验证了所提算法的正确性与有效性。
关键词
末制导弹药
制导控制一体化设计
动态面滑模控制
非线性扩张状态观测器
攻击角约束
捷联导引头视场约束
Keywords
terminal guided munition
integrated design
of
guidance and control
dynamic surface sliding mode control
nonlinear extended state observer
attack angle
constraint
strapdown seeker field of view constraint
分类号
TJ413.6 [兵器科学与技术—火炮、自动武器与弹药工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
旋转捷联式图像制导技术及应用
蒋滨安
郭佳晖
凌冲
钱立志
《系统工程与电子技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
一种带导引头视角和落角约束的导引方法
顾家立
陈万春
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
16
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
考虑导引头视场角的仿生分段复合制导律研究
王正杰
蔡长青
黄伟林
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
考虑导引头视场角和落角约束的制导方法
张道驰
孙静
温求遒
夏群利
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
10
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
末制导弹药捷联制导控制一体化技术研究
韩旭东
张鹏飞
张意
齐竹昌
柴劲
《兵器装备工程学报》
CSCD
北大核心
2022
1
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职称材料
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