制导炮弹弹道控制半实物仿真系统研究
发布时间：2021-12-23 06:11
制导炮弹是陆军作战中精确打击武器中使用数量最多和性价比最高的弹药。在现代战争的趋势下,制导炮弹的研发技术的复杂性和学科交叉综合性越来越高,导致对其研制费用越来越高。因此,研究制导炮弹的半实物仿真系统是提高研发水平、避免错误风险和减少研制费用的重要方法。所以,研究搭建制导炮弹半实物仿真系统是有重要的战略意义和科研意义,本文对固定鸭舵式制导炮弹弹道控制半实物仿真系统进行设计研究。首先,在查阅相关参考文献后,阐述了国内外对研究制导炮弹弹道控制半实物仿真技术研究现状和未来的发展趋势,了解固定鸭舵式制导炮弹的工作原理。为搭建适合本文制导炮弹的半实物仿真系统,针对固定鸭舵式制导炮弹的双旋结构,设计旋转实验台来满足本文半实物仿真系统需求。通过旋转实验台可将制导组件整体接入半实物仿真系统中,更能真实模拟制导组件实际工作的整体性能。先对半实物系统仿真平台进行总体的搭建,然后针对半实物系统各个部分组成进行详细的介绍,并对仿真系统中的数据交互和实时通信网络做了分析。然后,针对固定鸭舵式制导炮弹双旋结构,搭建数学弹道模型。先进行分析固定鸭舵式制导炮弹弹道模型建立所用到的坐标系,然后通过力学分析确定弹丸在弹道飞...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
固定鸭舵式制导炮弹结构图
中北大学学位论文41.3.1固定鸭舵式制导组件概述制导炮弹与传统炮弹存在差异，制导炮弹装有弹道修正制导组件，通过制导炮弹真实弹道与理想弹道之间偏差多少，飞行时在弹道射程以及方向上进行修正制导，从而命中击毁目标。通过查阅资料研究，制导炮弹的制导组件主要有鸭舵式和脉冲发动机等，使用固定鸭舵式制导组件的制导炮弹被受青睐。由于固定鸭舵式制导炮弹简单易控，控制可连续且稳定，控制灵敏度高，成本低等优势[12]。所以，本论文以固定鸭舵式制导炮弹作为仿真研究对象，设计搭建适合固定鸭舵式制导炮弹弹道控制半实物仿真系统。本文研究的固定鸭舵式制导炮弹使用卫星定位，通过控制舵片偏转一定角度，改变舵片所受力和力矩大小，进行射程和方向上修正，提高射击精度[13]。固定鸭舵式制导炮弹主要有原弹体和制导组件组成，原弹体由弹体和尾部两个子系统组成。如图1-1所示。图1-1固定鸭舵式制导炮弹结构图Figure1-1structureoffixedcanardguidedprojectile固定鸭舵式制导炮弹的制导组件如图1-2所示。图1-2固定鸭舵式修正机构Figure1-2fixedcanardtypecorrectionmechanism
中北大学学位论文5该组件是由四片舵片固定于制导组件的外壳上，都和弹轴成一个固定的角度，十字形分布。翼片1和翼片3的安装角度反向，在弹丸飞行过程中作用在两翼片的合力矩，绕弹体纵轴的滚转力矩，此一对翼片称为差动舵，翼片2和翼片4的安装角度同向，在弹丸飞行过程中作用在两翼片产生修正力，用于弹丸姿态的控制，称此对翼片为转向舵。1.3.2制导炮弹的控制原理与工作过程固定鸭舵式制导炮弹的制导组件主要由卫星接收机、天线、地磁模块、参数装定模块、固定鸭舵滚转角测量组件、弹载计算机、执行机构舵机、伺服电机及其控制系统、电源模块等模块组成[14]，如图1-3所示。通过天线接收导航信息，卫星接收机解析出所需位置等信息，地磁模块测量弹体滚转角速度，固定鸭舵滚转测量组件提供鸭舵飞行中滚转角速度。图1-3固定鸭舵式制导组件结构图Figure1-3structureoffixedcanardguidanceassembly本论文所研究的固定鸭舵式制导炮弹的整个飞行工作过程是：（1）制导炮弹发射前需要进行卫星接收机上电定位，并装定数据，例如弹体俯仰角、地磁倾角、地磁偏角和坐标位置等数据。（2）发射后，在过载作用下，电源模块的激活器激活热电池，然后电源模块为制导
【参考文献】：
期刊论文
[1]二维弹道修正引信制导控制系统半实物仿真[J]. 王毅,宋卫东,宋谢恩,吴汉洲. 中国测试. 2016(09)
[2]电加热道岔融雪控制系统的设计与实现[J]. 赵东波,侯勤宏. 铁路计算机应用. 2016(08)
[3]卫星制导迫击炮弹修正执行机构综述[J]. 彭博,高欣宝,张俊坤,张开创. 飞航导弹. 2015(04)
[4]激光制导武器半实物仿真系统的设计与实现[J]. 范世鹏,林德福,路宇龙,宗睿. 红外与激光工程. 2014(02)
[5]基于以太网的分布式半实物仿真系统分析[J]. 席战伟. 电脑知识与技术. 2014(03)
[6]基于实时网络的半实物仿真系统控制方法[J]. 马胜贤,孔晓玲,王立新,贾成功. 光电技术应用. 2012(03)
[7]制导武器靶场试验半实物仿真的现状及发展趋势[J]. 王伟,徐平,林德福. 飞航导弹. 2012(05)
[8]SINS/GPS组合导航半实物仿真系统设计[J]. 武庆雅,贾庆忠,马力超,刘永善,孟秀云. 系统仿真学报. 2011(S1)
[9]VxWorks操作系统下基于缓冲队列网络通信应用[J]. 樊争奇. 电脑开发与应用. 2009(03)
[10]从历次局部战争看美军精确制导弹药的发展[J]. 任武能,史淑娟,余达太. 导弹与航天运载技术. 2006(05)
博士论文
[1]磁传感器辅助的弹载GNSS接收机关键技术研究[D]. 朱建良.南京理工大学 2017
[2]炮弹滑翔弹道设计与控制弹道特性研究[D]. 史金光.南京理工大学 2008
硕士论文
[1]基于GPS/地磁的火箭弹位姿探测系统半实物仿真技术研究[D]. 刘胜.中北大学 2019
[2]基于VR的弹道修正迫弹可视化仿真技术研究[D]. 刘闯.中北大学 2019
[3]压电驱动弹头偏转弹道修正控制方法研究[D]. 谢志平.南京理工大学 2016
[4]高速旋转机构控制及半实物仿真[D]. 鞠广旭.沈阳理工大学 2017
[5]人在回路的航弹半实物仿真系统研究[D]. 郭帅.国防科学技术大学 2016
[6]实时操作系统环境下的可靠数据传输机制设计与实现[D]. 苗力.上海交通大学 2017
[7]基于DSP的炮射导弹制导控制系统设计与仿真[D]. 田斌.北京理工大学 2015
[8]端子功能可配置ATE通讯资源模块研制[D]. 丁雪静.哈尔滨工业大学 2015
[9]鸭式布局双旋弹飞行力学特性研究[D]. 张蛟龙.南京理工大学 2015
[10]基于VxWorks操作系统的SAR实时成像及舰船目标检测算法实现[D]. 周瑞雨.西安电子科技大学 2014
本文编号：3547942
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
固定鸭舵式制导炮弹结构图
中北大学学位论文41.3.1固定鸭舵式制导组件概述制导炮弹与传统炮弹存在差异，制导炮弹装有弹道修正制导组件，通过制导炮弹真实弹道与理想弹道之间偏差多少，飞行时在弹道射程以及方向上进行修正制导，从而命中击毁目标。通过查阅资料研究，制导炮弹的制导组件主要有鸭舵式和脉冲发动机等，使用固定鸭舵式制导组件的制导炮弹被受青睐。由于固定鸭舵式制导炮弹简单易控，控制可连续且稳定，控制灵敏度高，成本低等优势[12]。所以，本论文以固定鸭舵式制导炮弹作为仿真研究对象，设计搭建适合固定鸭舵式制导炮弹弹道控制半实物仿真系统。本文研究的固定鸭舵式制导炮弹使用卫星定位，通过控制舵片偏转一定角度，改变舵片所受力和力矩大小，进行射程和方向上修正，提高射击精度[13]。固定鸭舵式制导炮弹主要有原弹体和制导组件组成，原弹体由弹体和尾部两个子系统组成。如图1-1所示。图1-1固定鸭舵式制导炮弹结构图Figure1-1structureoffixedcanardguidedprojectile固定鸭舵式制导炮弹的制导组件如图1-2所示。图1-2固定鸭舵式修正机构Figure1-2fixedcanardtypecorrectionmechanism
中北大学学位论文5该组件是由四片舵片固定于制导组件的外壳上，都和弹轴成一个固定的角度，十字形分布。翼片1和翼片3的安装角度反向，在弹丸飞行过程中作用在两翼片的合力矩，绕弹体纵轴的滚转力矩，此一对翼片称为差动舵，翼片2和翼片4的安装角度同向，在弹丸飞行过程中作用在两翼片产生修正力，用于弹丸姿态的控制，称此对翼片为转向舵。1.3.2制导炮弹的控制原理与工作过程固定鸭舵式制导炮弹的制导组件主要由卫星接收机、天线、地磁模块、参数装定模块、固定鸭舵滚转角测量组件、弹载计算机、执行机构舵机、伺服电机及其控制系统、电源模块等模块组成[14]，如图1-3所示。通过天线接收导航信息，卫星接收机解析出所需位置等信息，地磁模块测量弹体滚转角速度，固定鸭舵滚转测量组件提供鸭舵飞行中滚转角速度。图1-3固定鸭舵式制导组件结构图Figure1-3structureoffixedcanardguidanceassembly本论文所研究的固定鸭舵式制导炮弹的整个飞行工作过程是：（1）制导炮弹发射前需要进行卫星接收机上电定位，并装定数据，例如弹体俯仰角、地磁倾角、地磁偏角和坐标位置等数据。（2）发射后，在过载作用下，电源模块的激活器激活热电池，然后电源模块为制导
【参考文献】：
期刊论文
[1]二维弹道修正引信制导控制系统半实物仿真[J]. 王毅,宋卫东,宋谢恩,吴汉洲. 中国测试. 2016(09)
[2]电加热道岔融雪控制系统的设计与实现[J]. 赵东波,侯勤宏. 铁路计算机应用. 2016(08)
[3]卫星制导迫击炮弹修正执行机构综述[J]. 彭博,高欣宝,张俊坤,张开创. 飞航导弹. 2015(04)
[4]激光制导武器半实物仿真系统的设计与实现[J]. 范世鹏,林德福,路宇龙,宗睿. 红外与激光工程. 2014(02)
[5]基于以太网的分布式半实物仿真系统分析[J]. 席战伟. 电脑知识与技术. 2014(03)
[6]基于实时网络的半实物仿真系统控制方法[J]. 马胜贤,孔晓玲,王立新,贾成功. 光电技术应用. 2012(03)
[7]制导武器靶场试验半实物仿真的现状及发展趋势[J]. 王伟,徐平,林德福. 飞航导弹. 2012(05)
[8]SINS/GPS组合导航半实物仿真系统设计[J]. 武庆雅,贾庆忠,马力超,刘永善,孟秀云. 系统仿真学报. 2011(S1)
[9]VxWorks操作系统下基于缓冲队列网络通信应用[J]. 樊争奇. 电脑开发与应用. 2009(03)
[10]从历次局部战争看美军精确制导弹药的发展[J]. 任武能,史淑娟,余达太. 导弹与航天运载技术. 2006(05)
博士论文
[1]磁传感器辅助的弹载GNSS接收机关键技术研究[D]. 朱建良.南京理工大学 2017
[2]炮弹滑翔弹道设计与控制弹道特性研究[D]. 史金光.南京理工大学 2008
硕士论文
[1]基于GPS/地磁的火箭弹位姿探测系统半实物仿真技术研究[D]. 刘胜.中北大学 2019
[2]基于VR的弹道修正迫弹可视化仿真技术研究[D]. 刘闯.中北大学 2019
[3]压电驱动弹头偏转弹道修正控制方法研究[D]. 谢志平.南京理工大学 2016
[4]高速旋转机构控制及半实物仿真[D]. 鞠广旭.沈阳理工大学 2017
[5]人在回路的航弹半实物仿真系统研究[D]. 郭帅.国防科学技术大学 2016
[6]实时操作系统环境下的可靠数据传输机制设计与实现[D]. 苗力.上海交通大学 2017
[7]基于DSP的炮射导弹制导控制系统设计与仿真[D]. 田斌.北京理工大学 2015
[8]端子功能可配置ATE通讯资源模块研制[D]. 丁雪静.哈尔滨工业大学 2015
[9]鸭式布局双旋弹飞行力学特性研究[D]. 张蛟龙.南京理工大学 2015
[10]基于VxWorks操作系统的SAR实时成像及舰船目标检测算法实现[D]. 周瑞雨.西安电子科技大学 2014
本文编号：3547942
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