基于激光红外实验平台的制导干扰性能研究

发布时间：2020-10-27 13:20

　　 随着精确制导技术的日益发展,制导武器不断涌入现代战争中。红外制导导弹作为制导武器的一种具有被动成像隐蔽性好、使用方便等优点,该制导方式目前被广泛应用。研究发现红外成像系统在成像时极易受到激光干扰而丢失跟踪目标,导弹在制导环节中一段时间内丢失目标将导致命中率急剧下降,因此对激光干扰红外制导进行研究对武器的攻防对抗均有重要意义。为此本文首先对激光干扰红外成像系统的干扰机理进行了研究。基于理想制导环境设计了基本制导模型,通过仿真探讨干扰后制导特性的变化。在上述研究支撑下设计了真实环境下的制导模型和干扰模型且实现了不同条件下的干扰仿真。最后设计了实验平台为上述建模仿真和理论分析提供基本实验数据并进行相关实验验证。实验平台涉及红外热源控制、运动系统设计、红外图像处理、串口控制等相关技术。激光干扰红外制导主要通过干扰成像系统使导引头无法准确定位目标而导致打击偏离。论文对红外成像系统基本成像原理、激光干扰源进行了分析。设计了导引头红外图像跟踪算法。针对辐照饱和干扰和跟踪精度干扰进行了理论研究并结合实验平台提供的数据进行了干扰原理验证。基于运动学和动力学基本理论对理想环境下的制导进行了初步仿真,通过仿真探讨干扰后导弹制导率、脱靶量、过载等制导特性的变化。基于理想模型设计了真实环境下的制导模型和干扰模型并深入研究了真实环境下干扰后导弹相关制导特性的变化。设计了实验平台并对关键控制技术进行研究,实验平台主要由图像采集处理系统、运动控制系统、红外热像仪、激光控制器、快门、控制软件等构成。运动控制系统实现了±10°和±20°的俯仰和旋转,定位误差优于50",二轴转台垂直度优于50"。红外热源系统实现了精度为±0.6℃的温度控制,控制范围为室温到100℃。图像处理系统实现了 100帧/s的采集速率和5帧/s的处理速率。系统软件完成对硬件的控制和数据的存储及处理。对实验平台中转台精度、温度控制精度、图像采集速率和准确性进行了系统测试分析。设计一组激光干扰红外成像实验并将干扰下的制导模式切换时刻写入仿真模型中研究干扰后脱靶量、制导轨迹等变化。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN219;E91
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 红外制导研究现状
        1.2.2 激光干扰技术研究现状
        1.2.3 仿真实验平台研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 课题来源
    1.5 论文内容及组织结构
2 激光干扰红外成像机理研究
    2.1 成像系统及干扰源分析
    2.2 目标跟踪算法设计
    2.3 激光干扰红外成像系统机理研究
        2.3.1 激光辐照饱和干扰研究
        2.3.2 跟踪精度干扰影响研究
    2.4 本章小结
3 制导及干扰仿真建模研究
    3.1 制导仿真设计
    3.2 干扰对制导性能影响研究
        3.2.1 制导误差和脱靶量
        3.2.2 干扰后弹着点分布规律研究
    3.3 制导干扰仿真建模
        3.3.1 弹体模型设计
        3.3.2 干扰模型设计
        3.3.3 碰撞检测模型设计
        3.3.4 整体制导干扰仿真
    3.4 本章小结
4 实验平台设计研究
    4.1 实验平台总体设计
        4.1.1 控制系统整体设计
        4.1.2 功能模块设计
    4.2 实验平台关键控制技术研究
        4.2.1 温度控制技术研究
        4.2.2 红外弱小运动目标检测研究
    4.3 控制软件设计
    4.4 本章小结
5 实验平台测试及实验验证分析
    5.1 实验平台介绍
    5.2 转台精度测试分析
        5.2.1 转台定位精度测试
        5.2.2 二轴转台垂直度测试
    5.3 温度测试分析
    5.4 图像处理测试分析
    5.5 激光干扰红外制导模拟实验
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 论文展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

【参考文献】

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本文编号：2858575