摘要：提出了一种角增量的生成及优化方法,用于解决滚仰式导引头跟踪回路角增量指令的提取问题。介绍了一种滚仰式导引头结构组成及其工作原理;根据脱靶量信息和探测器焦距给出了滚转和俯仰框架的位置回路角增量;将角增量标定为以两框架零位为起点的绝对角位置指令,其中,俯仰框的角位置指令标定区为[0,π/2],滚转框的角位置指令标定区为[0,2π)。依据减小滚转框角增量的原则,将导引头滚转框的当前框架角在[0,2π)内均分成4个象限,在不同的当前框架角范围内给出了相应的角增量优化策略。最后,设计了角增量优化指令的半实物实验以验证方法的可行性。实验结果表明:文中提出的指令提取和优化方法可以实现对目标的跟踪,跟踪误差为0.149 4°。

摘要：介绍了一种光机一体化结构的滚仰式红外导引头光学系统。光学系统的部分组件通过四块反射镜嵌入万向节支架，万向节支架由Nx360°运动的滚转框架和±90°运动的俯仰框架组成，双框架结构进行滚仰式运动，使光学系统具有前半球的观察；现场。光学系统为二次成像结构，由前组一次成像物镜、中继镜和后组倒像物镜三部分构成。由于导引头内部存在大的热梯度，前组需要单独消热差，而中继和后组共同消热差。利用热差互补原理的消热差设计方法获得各个透镜初始的光焦度，再由ZEMAX光学设计软件进行像差校正。分析结果表明，当环境热沉浸温度或热梯度温度从-40～80℃变化时，成像质量保持稳定，调制传递函数（MTF）接近衍射极限。光学系统满足光、机、热一体化设计要求。

摘要：为指导滚仰式导引头稳定平台控制系统的设计,结合李群理论,分析了稳定平台运动学描述方法,推导了广义坐标形式的动力学方程.该动力学方程不仅考虑了加速度力矩,而且综合了质量不平衡力矩、框架耦合力矩及弹体运动产生的干扰力矩等非线性力矩.在此基础上分析了导引头跟踪沿光轴切线飞行的目标时的角速度、角加速度参数.最后针对某滚仰式导引头原理样机,数值计算滚转轴的最大驱动力矩为1.828N·m,俯仰轴最大驱动力矩为0.015 6N·m.

摘要：构建了一种速率稳定滚仰式导引头的双通道数学模型。对稳定回路采用速率陀螺反馈控制;对位置跟踪回路分别采用PID控制与自抗扰控制理论设计了控制器。通过仿真计算研究了控制器的动态性能、跟踪精度以及对外界干扰的鲁棒性。仿真结果表明:滚转通道对方波输入具有超调,而俯仰通道没有超调;自抗扰控制相比PI控制具有无超调、更快的上升时间和抗外界干扰能力;自抗扰控制器隔离度大约为PI控制器的1/30。研究结果为常规小口径火箭弹的制导化改造提供了一种可用的技术方案。

摘要：针对导弹末制导阶段导引律设计问题,提出了一种基于滚仰式导引头的有限时间稳定导引律(FTS)设计方法。首先,在滚仰光轴坐标系下建立了导弹与目标的相对运动模型。其次,基于有限时间收敛理论,设计了基于滚仰式导引头的有限时间收敛导引律。基于有限时间收敛理论,设计的导引律能够保证在末制导结束前视线角速率稳定收敛到原点或者原点附近的一个极小领域内。同时,考虑到有限时间控制系统在离原点较远处状态趋近平衡点速度慢的特点,在导引律中引入了线性状态反馈项来改善闭环系统的收敛性能。最后,通过仿真验证说明了设计方法的有效性,同时与传统比例导引律(PN)进行了对比仿真,进而说明了基于滚仰式导引头设计的有限时间稳定导引律的优良性能。

摘要：由于滚仰式导引头的结构特殊性,制导控制系统需要的视线角速率信息是不能够直接测量得到的,因此提出了一种基于跟踪微分器的视线角速率提取方法。根据滚仰式导引头的结构特点,分析了滚仰式导引头的运动学原理,并根据滚仰式导引头的结构推导出视线角与弹体姿态角、框架角和失调角的关系,然后设计了有限时间收敛跟踪微分器求解视线角速率信息。经数字仿真,对比了直接差分法和跟踪微分器法对视线角速率的提取效果,证明了利用跟踪微分器提取视线角速率的有效性。

摘要：为保证滚仰式捷联导引头的稳定控制,提出了一种基于RBF神经网络整定的PID控制策略,用于导引头稳定回路校正环节。根据滚仰式捷联导引头的运动学与动力学关系,结合导引头稳定回路校正环节采用的RBF神经网络PID控制算法,建立了滚仰式捷联导引头稳定与跟踪一体化仿真模型;仿真结果表明:滚仰式捷联导引头稳定回路采用RBF神经网络整定的PID控制器后,其动态性能优于传统PID控制器,建立的仿真模型能够对机动目标实现快速稳定跟踪,在工程应用中可提供有益参考。

摘要：在空空导弹红外导引头优化控制中,滚仰式捷联红外导引头是新一代近距格斗空空导弹导引头。捷联红外导引头稳定平台控制器的设计,是导引头完成闭环控制对机动目标实现快速稳定跟踪的关键。空空导弹在对目标进行跟踪攻击时,弹体处于复杂的振动和摆动状态,对滚仰式捷联导引头的稳定控制产生严重影响,常规的PID控制方法难以满足精度要求。针对上述问题,提出了一种自适应模糊PID控制策略,设计了二维自适应模糊PID控制器用于导引头位置回路校正环节,由此建立了滚仰式捷联红外导引头稳定与跟踪的一体化仿真模型。结果表明,针对捷联红外导引头稳定平台设计的自适应模糊PID控制器的动态性能优于传统PID控制器,建立的导引头稳定与跟踪一体化仿真模型可以实现对导引头的闭环控制,且所建立的模型能够对机动目标实现快速稳定的跟踪。自适应模糊PID控制器能在实际工程应用中为滚仰式捷联导引头的控制提供有益的参考。

摘要：滚仰式导引头系统具有非线性和不确定性。本文结合导引头稳定平台的机械结构特性,通过坐标系变换对其运动学特性进行分析,基于欧拉动力学原理建立了平台的动力学模型,同时考虑到工程应用中建模不确定性和摩擦力矩、电机力矩、耦合力矩、干扰力矩等多种非线性因素对系统性能的影响,提出了一种基于RBF(径向基)神经网络的滑模变结构控制器设计方案。仿真结果表明,采用神经网络可实现模型中未知部分的自适应逼近,调节自适应权重可保证整个系统的稳定性和收敛性,有效抵抗干扰等非线性因素的影响。

摘要：为了提高滚仰式半捷联光电稳定平台的视线指向测量精度,提出一种稳定平台误差建模与参数标定的方法。针对滚仰式导引头的结构特点,分析了稳定平台的主要误差来源,利用坐标变换法和泰勒公式建立了失调角的线性误差模型,设计了通过补偿失调角误差提高稳定平台的视线指向测量精度方法。针对稳定平台误差参数标定问题,利用最小二乘法设计了误差参数标定方法。仿真结果表明:误差参数标定方法可以有效标定误差参数,通过失调角线性误差模型补偿失调角误差的方法可以显著提高稳定平台视线指向测量精度。