面向空间攻防对抗的半实物仿真技术研究
发布时间：2022-09-17 12:34
空间制导武器具有巨大的杀伤威胁,其拦截和反拦截技术被越来越多的国家所重视。但综合考虑政治、经济等因素的影响,实弹打靶条件受到极大限制,因此获得一种置信度高、使用成本低、操作方便的仿真技术便显得尤为重要。本文对半实物仿真关键技术进行研究,结合实际需求设计了一种面向空间制导武器攻防对抗的多模式半实物仿真系统。本文的主要工作包括:首先,介绍了半实物仿真技术的发展现状和空间制导武器常用的突防策略,针对本文所研究的某型号飞行器,将其整个飞行过程分为三个阶段:主动段、自由段和再入段,分别分析每个阶段的运动和受力情况,建立飞行器的动力学模型。以诱饵策略为例研究了常用的突防策略,建立突防效能评估方程,通过算例验证诱饵策略的有效性。其次,重点研究了半实物仿真关键技术。本文从半实物仿真系统总体设计原则入手,结合论文研究实际需求,对仿真系统的数据交互网络接口、实时性能进行了研究,并设计了一套可行的仿真流程。接着对半实物仿真系统中存在的误差进行了研究,分析了误差产生的原因和对仿真系统性能的影响。然后,开发了半实物仿真系统软件,包括模型软件和仿真控制应用软件两大模块。对动力学方程进行基于银河仿真工作站的YHSI...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【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 计算机仿真技术概述
1.2.2 半实物仿真技术发展与应用现状
1.2.3 空间制导武器突防策略介绍
1.3 论文研究内容与组织结构
2 动力学与运动学分析和建模
2.1 常用坐标系及其矩阵转换
2.1.1 常用坐标系介绍
2.1.2 坐标系之间的转换关系
2.2 发动机推力、控制力与力矩分析
2.2.1 发动机推力模型
2.2.2 控制力与控制力矩模型
2.3 地球模型与引力分析
2.4 空气动力学分析
2.4.1 大气模型的选择
2.4.2 空气动力分析与建模
2.5 飞行器运动方程分析
2.5.1 主动段运动方程
2.5.2 自由段运动方程
2.5.3 再入段运动方程
2.6 突防建模与突防效能分析
2.6.1 突防效能评估建模
2.6.2 算例计算与分析
2.7 本章小结
3 半实物仿真关键技术研究
3.1 半实物仿真系统总体设计原则
3.1.1 总体方案设计思想
3.1.2 总体方案设计准则
3.1.3 仿真内容与仿真流程设计
3.2 半实物仿真系统网络与接口技术研究
3.2.1 实时仿真控制网络
3.2.2 数据交互与存储网络
3.3 半实物仿真系统实时性研究
3.3.1 实时操作系统(RTOS)研究
3.3.2 通讯实时性研究
3.4 系统误差分析
3.4.1 系统误差来源分析
3.4.2 误差对仿真系统的影响研究
3.5 本章小结
4 半实物仿真系统软件设计
4.1 基于YHSIM语言的模型软件设计与实现
4.1.1 银河仿真工作站介绍
4.1.2 模型软件设计
4.2 主控分系统软件模块设计
4.2.1 软件架构设计
4.2.2 数据流分析
4.2.3 软件UI设计
4.3 本章小结
5 系统功能验证与分析
5.1 实验设备及条件
5.2 基于Simulink的仿真试验
5.3 飞行器全流程半实物仿真试验
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 未来展望
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】：
期刊论文
[1]飞行器控制系统全流程半实物仿真技术研究[J]. 赵耀,黎阳,韩利军,董纯. 航天控制. 2016(01)
[2]国外高校虚拟仿真实验教学现状与发展[J]. 王卫国,胡今鸿,刘宏. 实验室研究与探索. 2015(05)
[3]半实物仿真系统产品安装误差对仿真精度影响研究[J]. 陈建中,王艳奎. 测控技术. 2015(04)
[4]弹道导弹突防措施分析[J]. 李士刚,张力争. 指挥控制与仿真. 2014(06)
[5]弹道导弹弹道建模与仿真技术研究[J]. 潘越,周树德. 计算机仿真. 2014(09)
[6]诱饵掩护下的弹道导弹突防效能评估建模研究[J]. 汪民乐,李勇. 兵工学报. 2014(08)
[7]基于SIM环境半实物仿真软件的研制与应用[J]. 程跟上,王建芳,郑强. 测控技术. 2014(04)
[8]反MD攻防对抗系统的建模与仿真技术研究[J]. 马继峰,张烁,林金永,张宗梅. 系统仿真学报. 2014(02)
[9]导弹半实物仿真系统通用设计规范研究[J]. 董国才,张翔,唐同斌. 火控雷达技术. 2013(04)
[10]多级助推段弹道导弹建模与弹道仿真[J]. 张峰,田康生,息木林. 计算机工程与应用. 2013(10)
博士论文
[1]导弹制导仿真系统VV＆A理论和方法研究[D]. 焦鹏.国防科学技术大学 2010
硕士论文
[1]半实物仿真综合测控平台研制[D]. 吴双威.北京交通大学 2015
[2]某型红外导弹对抗及半实物仿真平台研究[D]. 迟小斐.武汉理工大学 2014
[3]红外目标模拟器系统的研究与设计[D]. 王双进.哈尔滨工业大学 2013
[4]某型号火炮发射制导系统半实物仿真平台的研究[D]. 张跃文.湖南大学 2013
[5]RTX平台下半实物仿真系统实时性能研究[D]. 周林雪.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
[6]某型高炮武器综合管理计算机系统设计[D]. 王荣刚.南京理工大学 2011
[7]弹道导弹的弹道设计与仿真[D]. 高洪月.哈尔滨工业大学 2010
[8]实时半实物仿真平台关键技术研究与实现[D]. 单勇.国防科学技术大学 2010
[9]导弹通用弹道模型建立及仿真验证[D]. 鲁中华.国防科学技术大学 2009
[10]基于输出预测的直接侧向力姿态控制律设计[D]. 廖开勇.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3679232
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【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 计算机仿真技术概述
1.2.2 半实物仿真技术发展与应用现状
1.2.3 空间制导武器突防策略介绍
1.3 论文研究内容与组织结构
2 动力学与运动学分析和建模
2.1 常用坐标系及其矩阵转换
2.1.1 常用坐标系介绍
2.1.2 坐标系之间的转换关系
2.2 发动机推力、控制力与力矩分析
2.2.1 发动机推力模型
2.2.2 控制力与控制力矩模型
2.3 地球模型与引力分析
2.4 空气动力学分析
2.4.1 大气模型的选择
2.4.2 空气动力分析与建模
2.5 飞行器运动方程分析
2.5.1 主动段运动方程
2.5.2 自由段运动方程
2.5.3 再入段运动方程
2.6 突防建模与突防效能分析
2.6.1 突防效能评估建模
2.6.2 算例计算与分析
2.7 本章小结
3 半实物仿真关键技术研究
3.1 半实物仿真系统总体设计原则
3.1.1 总体方案设计思想
3.1.2 总体方案设计准则
3.1.3 仿真内容与仿真流程设计
3.2 半实物仿真系统网络与接口技术研究
3.2.1 实时仿真控制网络
3.2.2 数据交互与存储网络
3.3 半实物仿真系统实时性研究
3.3.1 实时操作系统(RTOS)研究
3.3.2 通讯实时性研究
3.4 系统误差分析
3.4.1 系统误差来源分析
3.4.2 误差对仿真系统的影响研究
3.5 本章小结
4 半实物仿真系统软件设计
4.1 基于YHSIM语言的模型软件设计与实现
4.1.1 银河仿真工作站介绍
4.1.2 模型软件设计
4.2 主控分系统软件模块设计
4.2.1 软件架构设计
4.2.2 数据流分析
4.2.3 软件UI设计
4.3 本章小结
5 系统功能验证与分析
5.1 实验设备及条件
5.2 基于Simulink的仿真试验
5.3 飞行器全流程半实物仿真试验
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 未来展望
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】：
期刊论文
[1]飞行器控制系统全流程半实物仿真技术研究[J]. 赵耀,黎阳,韩利军,董纯. 航天控制. 2016(01)
[2]国外高校虚拟仿真实验教学现状与发展[J]. 王卫国,胡今鸿,刘宏. 实验室研究与探索. 2015(05)
[3]半实物仿真系统产品安装误差对仿真精度影响研究[J]. 陈建中,王艳奎. 测控技术. 2015(04)
[4]弹道导弹突防措施分析[J]. 李士刚,张力争. 指挥控制与仿真. 2014(06)
[5]弹道导弹弹道建模与仿真技术研究[J]. 潘越,周树德. 计算机仿真. 2014(09)
[6]诱饵掩护下的弹道导弹突防效能评估建模研究[J]. 汪民乐,李勇. 兵工学报. 2014(08)
[7]基于SIM环境半实物仿真软件的研制与应用[J]. 程跟上,王建芳,郑强. 测控技术. 2014(04)
[8]反MD攻防对抗系统的建模与仿真技术研究[J]. 马继峰,张烁,林金永,张宗梅. 系统仿真学报. 2014(02)
[9]导弹半实物仿真系统通用设计规范研究[J]. 董国才,张翔,唐同斌. 火控雷达技术. 2013(04)
[10]多级助推段弹道导弹建模与弹道仿真[J]. 张峰,田康生,息木林. 计算机工程与应用. 2013(10)
博士论文
[1]导弹制导仿真系统VV＆A理论和方法研究[D]. 焦鹏.国防科学技术大学 2010
硕士论文
[1]半实物仿真综合测控平台研制[D]. 吴双威.北京交通大学 2015
[2]某型红外导弹对抗及半实物仿真平台研究[D]. 迟小斐.武汉理工大学 2014
[3]红外目标模拟器系统的研究与设计[D]. 王双进.哈尔滨工业大学 2013
[4]某型号火炮发射制导系统半实物仿真平台的研究[D]. 张跃文.湖南大学 2013
[5]RTX平台下半实物仿真系统实时性能研究[D]. 周林雪.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
[6]某型高炮武器综合管理计算机系统设计[D]. 王荣刚.南京理工大学 2011
[7]弹道导弹的弹道设计与仿真[D]. 高洪月.哈尔滨工业大学 2010
[8]实时半实物仿真平台关键技术研究与实现[D]. 单勇.国防科学技术大学 2010
[9]导弹通用弹道模型建立及仿真验证[D]. 鲁中华.国防科学技术大学 2009
[10]基于输出预测的直接侧向力姿态控制律设计[D]. 廖开勇.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3679232
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