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  

摘要： 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： 图像末制导炮弹   气缸张开式尾翼   后效作用   动态张开   数值模拟  

摘要： 为准确分析图像末制导炮弹气缸张开式尾翼张开特性,根据尾翼结构特点与作用原理,研究了气缸充放气过程、活塞启动之后的运动过程与尾翼片转动过程,并与末制导炮弹膛内过程和炮口后效过程相耦合量化,构建了基于后效作用的尾翼动态张开模型,基于该模型对某型图像末制导炮弹进行了数值仿真研究,得到了尾翼张开到位前弹底与气缸内压力、弹丸运动速度与位移、活塞运动位移和尾翼片张开角度等随时间的变化规律。从最大膛压、弹丸炮口初速、尾翼张开到位时距炮口位置及其尾翼片张开角度的仿真与测试情况来看,相对误差分别为3.2%、0.7%、4.7%和5.7%,仿真结果的可信度较高,并且相关曲线与实际变化规律相一致,验证了模型合理性。在此基础上,从装备设计使用的角度分析了装药量和气孔直径的变化对图像末制导炮弹尾翼张开特性的影响规律,给出了具体指导意见。研究成果可为图像末制导炮尾翼结构的优化设计、强度校核与工作异常机理分析以及其他新型气缸张开式尾翼弹的研制应用,提供一定的理论基础与数据支撑。

关键词： 导弹   末制导律   碰撞角度约束   碰撞时间约束   视场角约束  

摘要： 针对导弹导引头视场角受限情况下的碰撞角度约束或碰撞时间约束末制导问题,提出了基于相对距离剖面高阶重塑的多约束末制导律设计方法。首先,针对二维平面末制导模型构建仅含视场角的辅助变量,设计参考弹目相对距离剖面为该辅助变量的高阶多项式。其次,利用制导初始和终端边界条件求解部分剖面参数,通过对辅助变量转化方程进行终端约束积分,给出待解参数的表达形式。进一步,基于模型转化分别给出参考剖面驱动的碰撞角度约束制导律和碰撞时间约束制导律。同时,为了保证导引头视场角连续衰减特性,给出了剖面参数满足条件,并基于此推理了碰撞角度约束和碰撞时间约束可达域的显式表征形式。与已有碰撞角度约束或碰撞时间约束剖面重塑制导律不同,设计了一种通用型n阶距离剖面重塑制导方法,不仅具有更宽的约束可达域,而且方便设计/工程人员选取和分析任意阶次重塑剖面下的制导特性。此外,针对不确定或扰动下理想剖面重塑过程存在的剖面偏差问题,对制导律进行了剖面跟踪偏差补偿与鲁棒修正,从而提升复杂工况下的多约束制导精度。最后,通过多种工况下的数值仿真对比分析,以及蒙特卡洛打靶仿真测试,验证了所设计制导律的有效性和鲁棒性。

关键词： 惯性制导   初始误差   工具误差   制导精度   蒙特卡罗仿真  

摘要： 针对动基座对准条件下惯性制导精度评估的问题,综合考虑工具误差和初始误差研究了一种惯性制导精度分析评估方法。首先推导分析了初始误差和工具误差对惯导导航计算精度的影响规律,然后基于主动段终点导航参数误差与制导落点偏差的关系给出了制导精度评估方法,最后采用蒙特卡罗方法仿真评估了各单项误差和综合误差对应的惯性制导精度。研究结果表明:除与Z项视加速度有关的一次项工具误差和天向初始位置误差对制导精度影响较小外,其他初始误差与工具误差对制导精度均有不同程度的影响,可采取有效手段对初始误差和工具误差进行修正补偿以提高制导精度。

关键词： 无滚转控制   跟踪部位   误差传递   三角函数   精度分析  

摘要： 在无滚转控制导弹试验工程背景下,以多波束雷达测量体系为例,提出一种导弹跟踪部位布设位置优化方案,用于提高无滚转控制导弹跟踪部位不一致修正精度。首先,通过外测数据获取跟踪部位信息,利用光学设备或遥测设备等测量数据解算出导弹惯导平台中心位置参数,并以此为基准计算出跟踪部位修正量;其次,运用误差传播原理,分析无滚转控制导弹跟踪部位不一致修正误差,提出了通过布设两个跟踪部位来提高无滚转控制导弹跟踪部位不一致修正精度的方法;然后,借助三角函数变换分离无滚转控制导弹对跟踪部位不一致修正精度的影响因素,据此优化跟踪部位布设角度、距离来降低无滚转控制导弹对修正误差的贡献。最后,以两个跟踪部位点布设优化为例进行仿真验证。结果表明:该文提出的跟踪部位点布设优化方案能够有效提高无滚转控制导弹背景下跟踪部位不一致修正精度,优化方案有效。

关键词： 多高超声速飞行器   自适应滑模   有限时间收敛   协同末制导  

摘要： 针对多高超声速飞行器的协同末制导问题,提出一种有限时间收敛的自适应滑模协同制导方法,能够同时满足终端航迹倾角、航迹方位角及时间协同的要求。分别从俯冲和转弯平面设计有限时间收敛的滑模协同制导律,并设计滑模面自适应参数添加到制导律中。针对运动目标,对飞行器与目标间的相对航迹倾角进行系数补偿,解决打击运动目标时为减小脱靶而牺牲打击角度的问题。仿真结果表明,该协同末制导律可以使各高超声速飞行器同时满足航迹倾角约束、打击时间协同及各自的终端航迹方位角要求,且对于初始状态和气动参数偏差具有鲁棒性。

关键词： 北斗卫星导航系统   多路径误差   先验分布信息   AMR聚类   格网划分   MHGM  

摘要： 针对固定间隔格网划分的多路径误差半天球格网点建模方法(MHGM)在多测站应用中计算资源消耗过大的问题,本文首先利用北斗卫星导航系统多路径误差效应的空间域先验分布信息,实现了半天球格网的自适应划分,减少了MHGM的待估参数;然后通过试验验证了该方法的有效性,该方法可以合并多路径误差变化平缓的区域,并合理加密多路径误差影响较大区域。试验结果表明,随着自适应阈值参数k的增大,虽然北斗系统多路径误差改正效果略有下降,但仍优于作为先验信息的ESM模型。当k=0.9 cm时,相比固定分辨率模式,模型待估参数下降77.2%,参数估计的内存占用仅为固定划分模式的5.2%,显著降低了计算资源消耗。在保证北斗系统多路径误差改正效果的同时,拓展了该方法在大规模测站多路径误差整体建模中的应用价值。

关键词： 脊柱疾病   神经外科手术   增强现实   视觉   眼   手术导航系统   椎弓根钉  

摘要： 目的 构建椎弓根置钉过程中基于视觉追踪导板的增强现实导航模型,并评价该导航系统的应用价值。方法 设计并制作可用于脊柱手术导航的视觉追踪导板,并采用视觉追踪导板和增强现实设备完成增强现实图像与真实物体之间的图像配准和实时追踪。增强现实导航系统辅助下,先后由两位操作者以克氏针模拟椎弓根置钉操作,并按照克氏针置入点与视觉追踪导板的距离分为邻近组(<100 mm)和远离组(100~200 mm),对比分析不同操作者以及邻近组与远离组置入点误差值和角度误差值以评估增强现实导航系统的精度。结果 两位操作者均顺利完成模型置钉,共获得100例置入点误差值和角度误差值。两位操作者置入点误差值(t=0.835,P=0.406)和角度误差值(t=0.220,P=0.826)差异均无统计学意义。远离组置入点误差值大于邻近组(t=3.221,P=0.002),进一步将其分解为x值和y值,远离组置入点误差x值(t=4.980,P=0.000)和y值(t=2.416,P=0.018)均大于邻近组;而角度误差值组间差异无统计学意义(t=1.786,P=0.077)。结论 初步构建基于视觉追踪导板的增强现实导航模型,并完成导航系统精度评估,随着置入点与视觉追踪导板距离的增加,置入点定位能力下降,但角度指向性较为稳定。

关键词： 精确制导   目标特性   中图分类号   自然科学类   基金项目   学术论文   引信   作者简介  

摘要： 《制导与引信》(季刊)是国内公开发行的综合性自然科学类学术期刊,主要刊登精确制导、引信、目标特性、探测与通信、材料与工艺及导弹总体技术等方面的学术论文。来稿要求如下。1.来稿应内容充实、条理清楚、论据充分、数据可靠、文字简练,字数一般以4000~6000字为宜。来稿应包括题名、作者姓名、单位(含所在地及邮政编码)、摘要、关键词、中图分类号、作者简介(包括姓名、性别、学历与职称)、基金项目及编号(首页下注)、正文、参考文献等。

关键词： Beacon技术   医院导航   室内定位   路径规划  

摘要： 文中设计并实现了一种基于Beacon技术的医院智能导航系统,以解决患者在医院环境中面临的导航困难。通过部署Beacon设备,该系统实现了实时定位和路径规划,并通过移动端应用提供友好的用户界面,支持医院相关信息的推送。测试发现,该系统在定位精度、导航路径准确性和实时响应性能方面表现优异,平均定位误差为2.3 m,路径正确率达到95%,平均响应时间为1.2s,有效提升了患者的就医体验,具有良好的应用前景。