导弹飞行控制仿真及在地理信息系统中的显示
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摘要
本文在计算机平台上利用仿真技术,代替真实导弹飞行试验,进行模拟飞行并分析结果。这样做提高了导弹飞行的安全性,节约了经费,提高了导弹弹道仿真的逼真性,提高了打靶成功率,并为改进导弹的总体设计提供了准确而有力的理论基础。
本文首先对在大气层中飞行的导弹进行力学分析,得到导弹的运动学方程。为了便于解算,将其分解为导弹纵向运动方程组和侧向运动方程组,并利用GSL科学计算库中的相关函数对方程进行求解。在解算过程中,为了得到更接近期望值的飞行轨迹,设计了飞行控制回路。最后,将导弹飞行轨迹数据以曲线形式打印出来,与期望飞行曲线进行对比分析。
结合地理信息系统显示导弹的飞行过程,它以数值仿真为基础,将flex技术与地理信息系统相结合,利用actionScript语言和墨卡托投影算法,将导弹在三维球面坐标的轨迹数据转化为地理信息系统的屏幕坐标,以动画的形式展示导弹发射点到落地点的整个飞行过程。利用此演示过程可以更直观地检验数值结果的正确性和可靠性。
Missile flight simulation is based on the mathematical model instead of kinematics and dynamics model. It can simulate the flight and analyze the result using computer technology instead of missile flight test. It can promote the missile's safety, avoid more expense, improve the success rate of missile flight test and provide the theory for missile's design.
Firstly analyze the force on the missile and get the missile's dynamical equations. Then discompose them into pitching movement equations and sidewise movement equations and compute the equations with some functions in the GSL. To get the more ideal flight data, we design the controller. Finally, print the result data by forming curve and contrast to the curve without controller to prove the TVC theory and technology.
Displaying the missile's aviation course in the GIS system is according to the data result, using flex technology and Mercator projection. This procedure, from lauthing point to drop point, can examine the correction and reliability of flight data.
本文首先对在大气层中飞行的导弹进行力学分析,得到导弹的运动学方程。为了便于解算,将其分解为导弹纵向运动方程组和侧向运动方程组,并利用GSL科学计算库中的相关函数对方程进行求解。在解算过程中,为了得到更接近期望值的飞行轨迹,设计了飞行控制回路。最后,将导弹飞行轨迹数据以曲线形式打印出来,与期望飞行曲线进行对比分析。
结合地理信息系统显示导弹的飞行过程,它以数值仿真为基础,将flex技术与地理信息系统相结合,利用actionScript语言和墨卡托投影算法,将导弹在三维球面坐标的轨迹数据转化为地理信息系统的屏幕坐标,以动画的形式展示导弹发射点到落地点的整个飞行过程。利用此演示过程可以更直观地检验数值结果的正确性和可靠性。
Missile flight simulation is based on the mathematical model instead of kinematics and dynamics model. It can simulate the flight and analyze the result using computer technology instead of missile flight test. It can promote the missile's safety, avoid more expense, improve the success rate of missile flight test and provide the theory for missile's design.
Firstly analyze the force on the missile and get the missile's dynamical equations. Then discompose them into pitching movement equations and sidewise movement equations and compute the equations with some functions in the GSL. To get the more ideal flight data, we design the controller. Finally, print the result data by forming curve and contrast to the curve without controller to prove the TVC theory and technology.
Displaying the missile's aviation course in the GIS system is according to the data result, using flex technology and Mercator projection. This procedure, from lauthing point to drop point, can examine the correction and reliability of flight data.
引文
[1]张海山 常规弹道导弹三维视景仿真应用系统的研究和实现[学位论文]长沙国防科学技术大学2008年
[2]李新强 方群Flash有翼导弹飞行动力学西北工业大学出版社2005年136--138
[3]郭羽成 三维视景仿真中面向客户端的网络同步模型研究[学位论文]武汉武汉理工大学2006年
[4]向丽芹 航天发射场及火箭发射三维视景仿真系统的实现与研究[学位论文]重庆庆大学2005年
[5]罗雪颖,邹汝平,王萧 制导炮弹自动驾驶仪分析研究弹箭与制导学报第23卷第2期2003年1-4
[6]刘君,孟云鹤,程伟民等 滚转弹道导弹耦合特性研究弹箭与制导学报第31卷第1期2011年1-9
[7]刘占辰,王晓峰,侯满义等 基于灰色关联分析的导弹制导系统性能评价火力与指挥控制第32卷第8期2007年1-60
[8]王欣 基于Matlab/Simulink的导弹三通道弹道仿真装备制造技术第31卷第12期2007年1-10
[9]泮斌峰 导弹制导系统快速原型研究[学位论文]西安西北工业大学2007年
[10]李慧 弹体飞行仿真及数据处理系统的设计与实现[学位论文]北京北京邮电大学2011年
[11]贾振兴 导弹飞行过程仿真软件设计[学位论文]北京北京邮电大学2011年
[12]刘明伟,任永攀,黄兴Flash与后台清华大学出版社2007年31-71
[13]黄友锐,曲立国 PID控制器参数整定与实现科学出版社2010年1-5
[14]黄惟一,胡生清 控制技术与系统机械工业出版社2002年54-74
[15]姜学军 计算机控制技术清华大学出版社2005年111-125
[16]陈冬Flash ActionScript 2.0互动编程从基础到应用人民邮电出版社2006年1-4
[17]沈照烈,吴震 空空导弹推力矢量控制系统战术导弹控制技术第2期2002年1-6
[18]张中南,马其东,李晓 推力矢量控制技术在导弹上的应用及发展战术导弹控制技术
第2期2006年27-29
[19]王永寿 导弹的推力矢量控制技术 飞航导弹第1期2005年54-60
[20]张洪群 反坦克导弹射击原理河北廊坊陆军导弹学院2002年
[21]张树霞,赵捍东,宋金宝 推力矢量控制弹道的仿真研究弹箭与制导学报第28卷第2 期2008年175-179
[22]李军,刘献伟,李飞 推力矢量发动机燃气舵气动特性设计南京航空航天大学学报第39卷第5期2007年646-648
[23]李新国,方群 有翼导弹飞行动力学西安西北工业大学出版社2005年
[24]刘兴堂 导弹制导控制系统分析、设计与仿真西安西北工业大学出版社2006年
[25]马治明,王雪梅,易志虎 飞航导弹自动驾驶仪系统控制方案研究计算机测量与控制第17卷第2期2009年357-359
[2]李新强 方群Flash有翼导弹飞行动力学西北工业大学出版社2005年136--138
[3]郭羽成 三维视景仿真中面向客户端的网络同步模型研究[学位论文]武汉武汉理工大学2006年
[4]向丽芹 航天发射场及火箭发射三维视景仿真系统的实现与研究[学位论文]重庆庆大学2005年
[5]罗雪颖,邹汝平,王萧 制导炮弹自动驾驶仪分析研究弹箭与制导学报第23卷第2期2003年1-4
[6]刘君,孟云鹤,程伟民等 滚转弹道导弹耦合特性研究弹箭与制导学报第31卷第1期2011年1-9
[7]刘占辰,王晓峰,侯满义等 基于灰色关联分析的导弹制导系统性能评价火力与指挥控制第32卷第8期2007年1-60
[8]王欣 基于Matlab/Simulink的导弹三通道弹道仿真装备制造技术第31卷第12期2007年1-10
[9]泮斌峰 导弹制导系统快速原型研究[学位论文]西安西北工业大学2007年
[10]李慧 弹体飞行仿真及数据处理系统的设计与实现[学位论文]北京北京邮电大学2011年
[11]贾振兴 导弹飞行过程仿真软件设计[学位论文]北京北京邮电大学2011年
[12]刘明伟,任永攀,黄兴Flash与后台清华大学出版社2007年31-71
[13]黄友锐,曲立国 PID控制器参数整定与实现科学出版社2010年1-5
[14]黄惟一,胡生清 控制技术与系统机械工业出版社2002年54-74
[15]姜学军 计算机控制技术清华大学出版社2005年111-125
[16]陈冬Flash ActionScript 2.0互动编程从基础到应用人民邮电出版社2006年1-4
[17]沈照烈,吴震 空空导弹推力矢量控制系统战术导弹控制技术第2期2002年1-6
[18]张中南,马其东,李晓 推力矢量控制技术在导弹上的应用及发展战术导弹控制技术
第2期2006年27-29
[19]王永寿 导弹的推力矢量控制技术 飞航导弹第1期2005年54-60
[20]张洪群 反坦克导弹射击原理河北廊坊陆军导弹学院2002年
[21]张树霞,赵捍东,宋金宝 推力矢量控制弹道的仿真研究弹箭与制导学报第28卷第2 期2008年175-179
[22]李军,刘献伟,李飞 推力矢量发动机燃气舵气动特性设计南京航空航天大学学报第39卷第5期2007年646-648
[23]李新国,方群 有翼导弹飞行动力学西安西北工业大学出版社2005年
[24]刘兴堂 导弹制导控制系统分析、设计与仿真西安西北工业大学出版社2006年
[25]马治明,王雪梅,易志虎 飞航导弹自动驾驶仪系统控制方案研究计算机测量与控制第17卷第2期2009年357-359