固体燃料空气涡轮火箭发动机方案和技术研究 被引量：2

1

作者 刘洋 李江 +4 位作者 刘诗昌 杨绪钊 王伟 蒲晓航 祝珊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期249-256,共8页

针对固体燃料空气涡轮火箭发动机(SP-ATR)的工作特点,提出了双燃气发生器的加力工作模式,并根据总体性能要求确定了部件的工作参数。主要采用数值模拟和实验研究相结合的手段,分别针对压气机和涡轮部件开展了气动设计和增压装置集成,获... 针对固体燃料空气涡轮火箭发动机(SP-ATR)的工作特点,提出了双燃气发生器的加力工作模式,并根据总体性能要求确定了部件的工作参数。主要采用数值模拟和实验研究相结合的手段,分别针对压气机和涡轮部件开展了气动设计和增压装置集成,获得了工作特性,并完成了增压系统工作特性的冷流实验验证。开展了考虑涡轮后低温旋流条件下多股气流的高效掺混燃烧研究,通过研究涡轮转速、空气入射角度、补燃室富燃燃气流量和富燃燃气射流位置对燃烧效率的影响,确定了原理样机和关键部件的恰当形式和布局方式。最终开展了原理样机的地面热试实验,验证了双燃气发生器的SPATR发动机的工作原理,热试实验结果表明燃气涡轮增压装置工作可靠,性能满足设计要求,其中压气机压比达到了3.3,转速为82kr/min,补燃室燃烧效率为85.21%。 展开更多

关键词 固体燃料空气涡轮火箭发动机 压气机 涡轮 燃气涡轮增压装置

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基于作战环的导弹武器系统体系相对贡献率评估 被引量：9

2

作者 房桂祥 谭跃进 +2 位作者 张木 卜晓东 张军 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期1734-1739,共6页

基于作战环理论,从节点、边、环等层次建立武器装备体系作战网络模型,并结合蒙特卡罗方法,提出一套高效的体系相对贡献率评估方法。针对典型作战想定,研究两种导弹不同发射数目对突防和毁伤概率的影响。仿真结果表明:导弹的突防概率随... 基于作战环理论,从节点、边、环等层次建立武器装备体系作战网络模型,并结合蒙特卡罗方法,提出一套高效的体系相对贡献率评估方法。针对典型作战想定,研究两种导弹不同发射数目对突防和毁伤概率的影响。仿真结果表明:导弹的突防概率随着发射数目的增加而显著增加;当导弹发射数目超过6枚时,目标毁伤概率高达95.3%以上,基本达到饱和;导弹Ⅰ2作战效能明显比导弹Ⅰ1高;当发射导弹数量小于等于3枚时,Ⅰ2的体系相对贡献率达到133.3%以上。 展开更多

关键词 体系作战 蒙特卡罗方法 体系相对贡献率

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一种制导系统综合性能优化方法研究

3

作者 李迎博 谭黎立 +2 位作者 梁卓 王凯旋 潘彦鹏 《现代防御技术》 北大核心 2022年第3期40-46,共7页

防空导弹的制导系统包含众多指标要素,目前对制导系统的优化往往只针对某个特定指标,但单个指标的最优并不代表综合性能最优,甚至可能出现单个指标更优但系统综合性能下降的情况。因此需要建立综合性能与各指标之间的数学关系,并寻找一... 防空导弹的制导系统包含众多指标要素,目前对制导系统的优化往往只针对某个特定指标,但单个指标的最优并不代表综合性能最优,甚至可能出现单个指标更优但系统综合性能下降的情况。因此需要建立综合性能与各指标之间的数学关系,并寻找一种优化算法以同时满足综合性能优化和指标要素相关约束的需求。以“爱国者”-3防空导弹为研究目标,建立了制导系统性能评估体系,针对过程约束及目标函数,使用一种单纯形与增广拉格朗日相结合的方法对制导系统进行优化。仿真结果表明,该方法可有效提高制导系统的综合性能。 展开更多

关键词 防空导弹 制导系统 系统优化 单纯形法 增广拉格朗日

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穿越恶劣天气区域的无人机航迹规划 被引量：7

4

作者 罗冠辰 于剑桥 +2 位作者 张思宇 井文明 赵俊锋 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1054-1059,共6页

研究无人机穿越恶劣天气区域的航迹规划问题.充分考虑无人机飞行过程中可能遭遇的恶劣天气,并建立数学模型.以人工势场法为基础引入附加控制力,航迹规划任务通过优化附加控制力实现.采用任务完成概率这一关于空间的客观物理量刻画势场,... 研究无人机穿越恶劣天气区域的航迹规划问题.充分考虑无人机飞行过程中可能遭遇的恶劣天气,并建立数学模型.以人工势场法为基础引入附加控制力,航迹规划任务通过优化附加控制力实现.采用任务完成概率这一关于空间的客观物理量刻画势场,从而解除了过去建立势场的苛刻要求.仿真结果表明所提出的方法能有效完成恶劣天气条件下的无人机航迹规划任务,同时,继承了传统人工势场法的优点,改善其容易陷入局部极值、势场的建立缺乏实际意义的固有缺陷. 展开更多

关键词 无人机 航迹规划 人工势场法 恶劣天气

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欠驱动自适应式捕获装置设计 被引量：3

5

作者 吕辛 夏艳 刘荣强 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1709-1715,共7页

空间捕获作业是在轨服务的重要组成部分,采用全驱动关节式机械臂进行空间捕获存在结构复杂、质量大等问题。本文针对空间捕获作业的设计要求,提出一种具有折展和抓取功能的欠驱动自适应式空间捕获装置。该装置采用行星传动实现1个驱动... 空间捕获作业是在轨服务的重要组成部分,采用全驱动关节式机械臂进行空间捕获存在结构复杂、质量大等问题。本文针对空间捕获作业的设计要求,提出一种具有折展和抓取功能的欠驱动自适应式空间捕获装置。该装置采用行星传动实现1个驱动源驱动2个关节的转动,该装置包括三个3自由度的欠驱动机械手指,采用4个电机驱动9个关节运动,且对被捕获对象具有自适应能力。介绍了捕获手抓的设计方案、工作原理,建立捕获装置单指的坐标系,对捕获装置进行了运动学分析。最后通过样机捕获实验,验证了该装置能够实现不同外形尺寸目标的自适应捕获。 展开更多

关键词 空间捕获 欠驱动 机械手 自适应性 运动学分析 抓取实验

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半实物仿真惯组输出模拟及转台姿态补偿方法 被引量：1

6

作者 周国峰 陈喆 +2 位作者 吕瑞 涂海峰 徐珊 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期1329-1335,共7页

针对半实物仿真传统三轴转台解耦方法大多不考虑地球自转影响造成仿真相似性不足、精度不高的问题,本文充分考虑转台纬度、方位及转序与发射点状态的差异,提出一种虚拟惯组输出模拟及实物惯组转台姿态补偿方法。当设备中不含实物惯组时... 针对半实物仿真传统三轴转台解耦方法大多不考虑地球自转影响造成仿真相似性不足、精度不高的问题,本文充分考虑转台纬度、方位及转序与发射点状态的差异,提出一种虚拟惯组输出模拟及实物惯组转台姿态补偿方法。当设备中不含实物惯组时,通过构建虚拟惯组并考虑误差影响模拟真实惯组输出;当引入实物惯组时,在转台解耦的基础上补偿当地地球自转角速度,根据转台奇异值与仿真需用范围可选卧式或立式驱动模式。经仿真验证,13 min飞行工况下虚拟惯组与实物惯组姿态结果一致,最大角误差约0.08°,不加地速补偿时仿真姿态相比理论值差异约3°,加入补偿后修正至约0.01°,表明该方法正确可行,能有效提高仿真精度,且方法实现简单适用性好,可工程应用并推广。 展开更多

关键词 半实物仿真 惯组模拟 误差与补偿 转台解耦 转台姿态补偿

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多传感器信息融合理论在无人机相对导航中的应用 被引量：16

7

作者 金红新 杨涛 +2 位作者 王小刚 周国峰 姚旺 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期90-95,共6页

为提升无人机的作战效能和作战指标,提升无人机的相对导航精度和导航系统可靠性,以无人机编队的相对导航系统为研究背景,基于容积卡尔曼滤波算法和信息滤波算法,研究容积信息滤波算法。此外,还采用多传感器信息融合理论,利用分布式信息... 为提升无人机的作战效能和作战指标,提升无人机的相对导航精度和导航系统可靠性,以无人机编队的相对导航系统为研究背景,基于容积卡尔曼滤波算法和信息滤波算法,研究容积信息滤波算法。此外,还采用多传感器信息融合理论,利用分布式信息融合结构构建了无人机相对导航滤波器,对来自惯导、视觉和卫星的信息进行融合,获取无人机间的相对位置、速度和姿态信息。该方法提升了无人机相对导航的导航精度、导航可靠性和滤波稳定性,容积信息滤波算法的应用避免了传统滤波算法在高维系统中出现的数值不稳定以及精度降低等问题。数学仿真结果表明,该方法提高了无人机编队之间相对导航的精度和可靠性,证明了算法的有效性。 展开更多

关键词 无人机 多传感器信息融合 相对导航

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短纤维增强EPDM包覆薄膜超弹性本构模型 被引量：16

8

作者 谈炳东 许进升 +1 位作者 贾云飞 余家泉 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期317-323,共7页

短纤维增强三元乙丙橡胶(EPDM)包覆薄膜用于一种新型缠绕包覆工艺,主要解决复杂构型自由装填药柱外表面可靠性包覆问题.为了描述其在固体火箭发动机工作过程中产生的大变形、非线性和各向异性等力学行为,根据纤维增强复合材料连续介质... 短纤维增强三元乙丙橡胶(EPDM)包覆薄膜用于一种新型缠绕包覆工艺,主要解决复杂构型自由装填药柱外表面可靠性包覆问题.为了描述其在固体火箭发动机工作过程中产生的大变形、非线性和各向异性等力学行为,根据纤维增强复合材料连续介质力学理论,提出了各向异性超弹性本构模型.该模型中单位体积的应变能函数被解耦成两部分:表征各向同性的橡胶基体应变能和表征各向异性的纤维拉伸应变能,通过引入纤维方向对纤维应变能进行修正,给出了通过单轴拉伸、偏轴拉伸实验数据获取模型参数的具体方法.研究结果表明,该模型能够很好地预测材料在纤维方向0°~45°时的各向异性力学特性,并将预测结果与实验数据对比,误差在5%以下.所建立的各向异性超弹性本构模型准确性高、易于实现数值开发,在一定程度上能够为固体火箭发动机的装药结构完整性分析提供理论依据. 展开更多

关键词 EPDM 包覆层 各向异性 超弹性 本构模型

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高超声速伸缩式变形飞行器再入制导方法 被引量：6

9

作者 岳彩红 唐胜景 +1 位作者 王肖 郭杰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1288-1298,共11页

针对高超声速变形飞行器再入制导问题,提出了一种采用伸缩式机翼的高超声速变形飞行器外形方案,建立了含有展长变形量的气动模型和动力学模型。将该变形飞行器的展长变形量扩展为控制变量,分析了倾侧角、展长变形量和终端航程、高度之... 针对高超声速变形飞行器再入制导问题,提出了一种采用伸缩式机翼的高超声速变形飞行器外形方案,建立了含有展长变形量的气动模型和动力学模型。将该变形飞行器的展长变形量扩展为控制变量,分析了倾侧角、展长变形量和终端航程、高度之间的关系。在此基础上,利用倾侧角和展长变形量在线预测剩余航程和终端高度,通过数值方法校正2个控制量以满足航程约束和高度约束,通过航向角走廊确定倾侧角符号。仿真结果表明:该变形飞行器再入制导方法制导精度高,相比于传统固定外形飞行器终端约束能力更强、轨迹更加平滑,且在扰动条件下具有一定鲁棒性。 展开更多

关键词 变形飞行器 高超声速飞行器 再入制导 预测校正 制导能力分析

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基于角色切换策略的多无人机协同区域搜索 被引量：4

10

作者 朱黔 许诺 +2 位作者 黄蓓 李强 周锐 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期928-938,共11页

针对存在随机分布目标的区域快速搜索问题开展研究,考虑无人机有限通信能力和探测信息的实时回传需求,提出了一种基于角色切换策略的多无人机协同区域搜索方法。首先,考虑各无人机平台的历史搜索信息和协同搜索收益,基于概率传感器模型... 针对存在随机分布目标的区域快速搜索问题开展研究,考虑无人机有限通信能力和探测信息的实时回传需求,提出了一种基于角色切换策略的多无人机协同区域搜索方法。首先,考虑各无人机平台的历史搜索信息和协同搜索收益,基于概率传感器模型构建了多无人机协同区域搜索求解框架;其次,基于4项无人机节点重要性的评价指标,采用改进逼近理想解排序法(TOPSIS)完成无人机节点重要性评估,通过无人机角色动态切换实现了区域搜索过程中协同搜索收益与网络连通性的平衡;最后,考虑机间防撞、通信保持、无人机运动学等约束条件,利用分布式滚动时域优化方法完成各无人机在线运动规划,实现多无人机协同区域搜索。仿真结果表明了所提方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 无人机 节点重要性 角色切换策略 协同区域搜索 改进逼近理想解排序法(TOPSIS)

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高超声速伸缩式变形飞行器再入轨迹快速优化 被引量：14

11

作者 岳彩红 唐胜景 +2 位作者 郭杰 王肖 张浩强 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期2232-2243,共12页

针对高超声速变形飞行器再入轨迹优化问题,研究了一种基于改进高斯伪谱法(Gauss pseudospectral method,GPM)的快速优化方法。首先,针对一种采用伸缩式机翼的高超声速变形飞行器,建立了将展长变形量扩展成为控制变量的再入轨迹优化模型... 针对高超声速变形飞行器再入轨迹优化问题,研究了一种基于改进高斯伪谱法(Gauss pseudospectral method,GPM)的快速优化方法。首先,针对一种采用伸缩式机翼的高超声速变形飞行器,建立了将展长变形量扩展成为控制变量的再入轨迹优化模型。其次,采用GPM将轨迹优化问题转化为非线性规划(nonlinear programming,NLP)问题,并基于NLP偏导数的稀疏性推导目标函数梯度和约束Jacobian矩阵的高效计算方法。最后,优化求解了变形飞行器的最大横向航程、再入可达区、最大终端速度和最小飞行时间。仿真结果表明,推导的梯度计算方法可有效提高优化求解效率,变形飞行器相对于固定外形飞行器的性能更加优越,最大横向航程、可达区覆盖范围、最大终端速度和最小飞行时间等指标均有显著提升。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 变形飞行器 轨迹优化 GAUSS伪谱法 稀疏性

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基于鲁棒高阶容积滤波的无人机相对导航状态估计方法 被引量：3

12

作者 金红新 杨涛 +2 位作者 王小刚 卢鑫 李璞 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期139-143,共5页

由于无人机相对导航系统具有非线性强、噪声非高斯的特点,传统的基于卡尔曼滤波算法设计的相对导航滤波器存在估计失准甚至发散的问题。考虑到高阶容积卡尔曼滤波和最大熵滤波算法分别在解决非线性问题和非高斯问题时的优势,利用最大熵... 由于无人机相对导航系统具有非线性强、噪声非高斯的特点,传统的基于卡尔曼滤波算法设计的相对导航滤波器存在估计失准甚至发散的问题。考虑到高阶容积卡尔曼滤波和最大熵滤波算法分别在解决非线性问题和非高斯问题时的优势,利用最大熵滤波的量测更新方法对高阶容积卡尔曼滤波的测量更新方程进行了改进,将传统的量测更新问题转换成了线性衰退的求解问题,避免了对测量噪声进行高斯假设,同时解决了系统非线性和量测噪声非高斯的问题。进行了相应的数学仿真,仿真结果表明:所提算法的估计精度超过了高阶容积卡尔曼滤波和最大熵滤波算法的,验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 无人机 相对导航 鲁棒高阶容积滤波 非高斯噪声

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面向复杂障碍环境的多机协同侦察任务规划 被引量：4

13

作者 朱黔 黄蓓 +2 位作者 许诺 李强 周锐 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第2期43-47,共5页

针对复杂障碍环境下的多机协同侦察任务规划问题开展研究。首先,针对不同侦察任务需求,构建传感器探测、有效持续侦察时间、复杂多边形障碍等数学模型;随后,综合考虑持续侦察时间和障碍规避约束,提出了一种面向复杂障碍环境的多机协同... 针对复杂障碍环境下的多机协同侦察任务规划问题开展研究。首先,针对不同侦察任务需求,构建传感器探测、有效持续侦察时间、复杂多边形障碍等数学模型;随后,综合考虑持续侦察时间和障碍规避约束,提出了一种面向复杂障碍环境的多机协同侦察规划分层求解方法,通过分层细化有效降低多机协同侦察问题的求解复杂度;最后,考虑无人机运动学约束,提出了一种基于贪心策略的启发式路径规划算法,能够在规避障碍物的同时获得尽可能短的可行路径。仿真结果证明了提出算法的有效性。 展开更多

关键词 无人机 协同侦察 任务规划 障碍环境

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含有非匹配干扰和未知动态的非仿射系统滑模控制算法 被引量：5

14

作者 朱斌 孙瑞胜 +2 位作者 陈洁卿 陈伟 严大卫 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期862-870,共9页

针对含有非匹配干扰和未知动态的非仿射系统控制问题,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的改进滑模控制(SMC)方案.本文首先利用扩张状态观测器,将原系统转变为一个包含干扰的二阶积分级联系统,使含有未知动态的非仿射系统控制器设计问... 针对含有非匹配干扰和未知动态的非仿射系统控制问题,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的改进滑模控制(SMC)方案.本文首先利用扩张状态观测器,将原系统转变为一个包含干扰的二阶积分级联系统,使含有未知动态的非仿射系统控制器设计问题转化为二阶积分级联系统的控制器设计问题,从而使得控制器在设计过程中不需要对对象模型完全已知.为了改善ESO的瞬态性能,提出了一种含有预设性能函数(PPF)的改进ESO,利用PPF对估计误差进行约束,抑制ESO收敛过程中的振荡和超调.其次,提出了一种带有修正项的改进滑模面,在降低ESO估计误差所带来的非匹配干扰影响的同时,也提高控制系统的收敛速度和跟踪精度.仿真算例表明,所提的改进ESO能够更快收敛,振荡次数显著减少,改进的滑模控制能够处理非匹配干扰的影响,并获得更快的收敛速度以及更高的跟踪精度. 展开更多

关键词 非仿射系统 非匹配干扰 预设性能函数(PPF) 扩张状态观测器(ESO) 滑模控制(SMC)

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硅橡胶基防热涂层高温压缩行为 被引量：3

15

作者 严旭 王洪波 +2 位作者 范新中 梁祖典 樊虎 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期49-54,共6页

为研究硅橡胶基防热涂层高温下的力学性能,针对两种硅橡胶基防热涂层开展高温压缩试验,对其截面的宏观及微观形貌进行分析,并结合高温下的热失重分析,探讨了其高温压缩强度变化规律及机理。研究结果表明:甲基苯基硅橡胶涂层高温热解温... 为研究硅橡胶基防热涂层高温下的力学性能,针对两种硅橡胶基防热涂层开展高温压缩试验,对其截面的宏观及微观形貌进行分析,并结合高温下的热失重分析,探讨了其高温压缩强度变化规律及机理。研究结果表明:甲基苯基硅橡胶涂层高温热解温度区间主要为500~650℃,最终质量残余率为67.61%,其高温压缩强度在25~800℃呈增加趋势,由于玻璃小球的软化及树脂基体的热解,导致在400及700℃两个温度点的压缩强度降低,但在800℃由于玻璃小球与涂层中填料、烧蚀产物等发生共融,使涂层力学性能显著增加。甲基乙烯基硅橡胶涂层的高温热解温度区间主要为450~800℃,最终质量残余率为89.95%,由于甲基乙烯基硅橡胶涂层在高温热解后产生的陶瓷相,弥补了树脂裂解所带来的强度下降,因此在25~800℃其高温压缩强度较为稳定,并未产生明显衰减。影响硅橡胶基防热涂层高温力学性能的因素主要包括树脂基体的热解以及填料在高温下发生的物理-化学变化。 展开更多

关键词 硅橡胶基防热涂层 树脂基体 高温力学性能 热解机理

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含铝复合推进剂分布燃烧数值模拟 被引量：8

16

作者 刘平安 常浩 +1 位作者 李树声 王文超 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期156-161,168,共7页

为研究发动机内含铝复合推进剂以及铝的燃烧,基于FLUENT软件,应用EDC模型和颗粒表面反应模型,建立了固体火箭发动机内流场两相流分布燃烧模型,对AP/HTPB/Al复合推进剂固体火箭发动机内流场进行了数值计算。计算结果表明,与表面燃烧相比... 为研究发动机内含铝复合推进剂以及铝的燃烧,基于FLUENT软件,应用EDC模型和颗粒表面反应模型,建立了固体火箭发动机内流场两相流分布燃烧模型,对AP/HTPB/Al复合推进剂固体火箭发动机内流场进行了数值计算。计算结果表明,与表面燃烧相比,铝的燃烧导致发动机内出现了延长的燃烧区域,铝燃烧贯穿整个发动机燃烧室,形成分布燃烧;延长的燃烧区域导致发动机内流场分布不均匀,燃烧室是非等温的,温度由燃面附近的2600 K增长到3600 K,燃烧室核心区域温度约为3200 K;铝燃烧消耗的同时生成其他产物,也导致燃烧室内燃气组分和密度的分布不均匀;铝的燃烧是一个复杂的物理化学过程,对发动机内流场有着重要影响,颗粒相始终贯穿整个发动机,最终从喷管喷出。 展开更多

关键词 铝 分布燃烧 EDC燃烧模型 颗粒表面反应模型 数值计算

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基于脱靶量预测的飞行器反拦截机动方法 被引量：2

17

作者 陈劭博 严佳民 卜奎晨 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期2922-2930,共9页

随着反导拦截技术的迅猛发展,高速滑翔式飞行器末段的生存能力受到日益严峻的考验,针对此问题提出了一种基于长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)的飞行器反拦截机动方法,事先规定好飞行器的机动方式,将飞行器的规避机动问题... 随着反导拦截技术的迅猛发展,高速滑翔式飞行器末段的生存能力受到日益严峻的考验,针对此问题提出了一种基于长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)的飞行器反拦截机动方法,事先规定好飞行器的机动方式,将飞行器的规避机动问题简化为机动时机选择问题。随后,以状态时间序列-拦截脱靶量为样本构建训练集,利用LSTM网络对两者的非线性映射关系进行学习。最后,利用该网络在飞行中对拦截脱靶量进行实时预测,借此进行突防时机的选择。从不同状态时序长度,不同LSTM神经元个数和不同传感器噪声水平三方面对该方法的性能进行了仿真验证和对比评价,结果表明:相比于传统的正弦、方波机动,所提机动方法能使飞行器生存概率显著提高,同时显著提高落速,具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 攻防对抗 机动策略 脱靶量 长短期记忆网格

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