开放式三维T靶数学模型建立及解析算法

建立一种基于超声测量法的开放式T靶的数学模型.弹丸在空气中飞行时产生声波,利用超声传感器测出T型阵列传感器接收到声波时的相对时间差,通过建立相应T靶的数学解算模型可求出弹丸穿过靶面的精确位置以实现弹丸的自动定位.分析了影响定位精度的诸因素及提高定位精度的办法.     

双三角形声学靶信息融合定位模型

采用建立的双三角形声学靶模型及信息融合算法,并根据检测到的激波信号仿真超音速弹丸着靶点坐标和速度。采用数据融合、试验标定等手段提高其测量精度。仿真结果表明,用该方法测量着靶坐标和速度具有较好效果,适合靶场射击训练等。     

基于激波传播路径的弹头斜入射双三角阵定位模型

为了减小传统双三角阵定位模型实际测量时由于弹头斜入射引入的定位误差,分析了弹头斜入射靶面时产生的激波至传感器的传播路径,提出了一种基于激波传播路径的双三角阵弹头斜入射定位模型。为验证该模型,利用MATLAB软件分别仿真分析了斜入射和传统模型的定位误差。仿真结果表明,斜入射模型有效减小了由入射角引起的定位误差。设计了无风状态下5.8 mm步 枪的小角度射击实验。实验结果表明,同等硬件条件下,与传统双三角阵定位模型相比,斜入射定位模型弹头坐标测量平均定位误差减小了43.46%,定位精度提高到了1 cm以内。     

斜侵彻薄靶板过程中弹体偏转的姿态修正方法

弹体斜侵彻靶板后姿态发生偏转,是常规武器侵彻类战斗部研制过程中必须面临和解决的问题,而弹体发生偏转的影响因素很多.在准定常条件下,通过分析弹体侵彻薄靶板时受到的作用力及其偏转角加速度,明确偏转力和偏转力矩的来源和方向.针对不同靶体材质,比较金属靶和混凝土靶侵彻过程中弹体偏转角加速度的异同,结果表明通过调整质心位置和改变弹尾形状能修正弹体过靶姿态.采用数值模拟方法验证了上述结论,该结论可为侵彻弹体的设计和外形优化及提高侵彻弹道的稳定性提供参考.     

基于激光光幕和光电二极管阵列的立靶坐标测量

为了实现高精度、大面积的立靶坐标测量,提出了一种大面积激光光幕子弹弹着点坐标测试的新方法.采用4个扇形激光光幕相互交叉组合成大面积矩形光幕,利用光电二极管阵列测量激光光幕的光强,当子弹穿过激光光幕时,相应的光电二极管接收到信号,经信号采集和处理电路计算出子弹弹着点的坐标.对有效靶区1m×1m的原理样机进行7.62mm枪弹实弹射击实验,实验结果表明坐标测量精度达到2mm.该方法结构简单,易构造较大面积的靶面,其最大有效靶区可达到10m×10m.     

高速弹体斜侵彻混凝土靶的效率分析

为研究弹体斜侵彻混凝土的效率,通过试验计算得到最大侵彻效率对应的特征速度,并得到弹体速度对侵彻效率的影响呈抛物线分布,侵彻效率随速度的提高先增大后减少。通过仿真计算得到弹体材料强度、头部形状、长径比和混凝土强度对斜侵彻效率的影响较大。     

弹体斜侵彻多层混凝土靶的弹道特性研究

为了研究弹体斜侵彻多层混凝土靶板后的弹道特性,利用 ANSYS ／LS-DYNA 有限元软件,对弹体在不同着角和速度的初始条件下斜侵彻三层混凝土靶板的过程进行数值计算。结果表明：小着角对弹道偏转有一定的抑制作用,而大着角恰恰相反;速度较小时,增大初始速度会增大弹体的弹道偏转角;弹体贯穿每层靶板的速度随着初始着角的增大衰减加快,随着初始速度的增大近似为线性关系。     

杆式动能弹斜侵彻横向运动靶板影响因素的数值模拟

利用LS-DYNA3D有限元软件对钨合金长杆弹斜侵彻运动靶板进行了数值模拟研究,从长杆弹剩余速度和靶板破坏程度的角度分析了动能弹体斜侵彻横向运动靶板的能力。从中得出了弹体的变化规律和靶板的物理图像,结果表明:长杆弹初速度及长细比、靶板运动方向及速度、靶板的倾角对弹体的侵彻能力都有很大的影响。     

钨合金长杆弹斜侵彻间隔靶的数值仿真与试验

采用显式动力学分析软件LS-DYNA,对钨合金长杆弹斜侵彻三层间隔靶板的情形进行了数值仿真,并进行了试验验证。结果表明：试验数据与仿真结果吻合良好,子弹可对预定靶标实施有效毁伤。建立的仿真方法可用于指导长杆弹的优化设计、毁伤效果评估以及侵彻多层间隔靶相关问题的研究。     

弹体斜侵彻多层间隔钢靶的弹道特性

为分析弹体斜侵彻多层间隔靶的弹道特性,开展典型卵形弹体不同入射角侵彻多层间隔钢靶试验和数值模拟研究.利用有限元软件LS-DYNA建立弹体斜侵彻多层间隔钢靶数值仿真模型,分析弹体斜侵彻多层间隔钢靶作用过程,得出弹体入射角、弹体速度、靶体厚度及弹体变形对多层钢靶侵彻弹道特性的影响规律并进行了试验验证.结果表明:弹体入射角越...     

开放式T 靶弹丸斜入射风矢量修正模型

针对开放式T靶的自动报靶存在的问题,提出一种开放式报靶风矢量修正的数学模型.从T靶的实用性和报靶精度出发,重点讨论开放式 T 靶的二维风矢量修正,并通过实际打靶测试验证.结果表明,该方法可大大提高系统报靶精度.     

射频仿真模拟目标位置精度及误差修正

三元组模拟目标的位置精度是射频目标仿真系统精度的关键所在.依据电磁场理论,从三元组出发推导了射频仿真目标视在角位置方程,并求解了角闪烁方程,得到目标精位控制方程.以力矩平衡的方法计算出球面天线阵上仿真目标的位置.建立了模拟目标位置误差补偿的数学模型.计算机仿真结果表明该模型适用于不同频率,不同口径,不同口径场分布的天线,能较好地修正简化角闪烁方程带来的误差.     

新型光学检测靶标静态指向误差修正

为检验新研制的光学检测靶标空间静态指向精度是否满足±5′设计指标要求,分析了引起指向误差的各项误差源,利用齐次坐标变换法建立了检测靶标机构的指向误差模型。通过高精度Leica全站仪标定出检测靶标的方位角误差和俯仰角误差,进一步合成检测靶标指向误差。结果显示：在标定域内最大空间静态指向误差θ_max=275″、均值θ=165.9″,均方根值σ_θ=71.5″,满足设计指标但富余量较小。为进一步提升检测靶标指向精度,利用误差模型及标定出的数据样本,采用最小二乘法曲面拟合出误差模型中的各系数,并作为方位角误差与俯仰角误差修正模型。指向误差经模型修正后,检测靶标机构在标定点和特定轨道处的总指向误差均值分别为21.1″和20.9″、均方根值分别为10.6″和7.2″,表明经误差修正后,可很大程度上减小检测靶标的空间静态指向误差。     

弹道修正弹滚转角辨识系统模型与误差分析

建立了航用弹道修正弹滚转角辨识系统数学模型，利用向弹上引信装定的初始信息及磁阻传感器探测到的地磁信息，使用滚转角解算算法求出滚转角。对理想弹道条件下的误差进行分析并通过实例进行仿真，验证该滚转角辨识系统可有效辨识出弹体滚转角，在给定条件下能达到较高精度，误差基本在弹丸实际使用的允许范围之内。     

水声图象目标探测

为实现水声图象中沉底目标的自动探测，提出一种匹配滤波和分形检测相融合的方法。由于匹配模板能够较好地模拟沉底目标的成像特性，而分形模型有助于区分人工目标和自然背景，所以这两种方法的融合可以有效地检测出目标，减少虚警。     

一维弹道修正弹对海上目标射击误差及射程扩展量研究

为提高落点密集度,一维弹道修正弹采用增阻方式对射程进行修正,在射击距离上增加扩展量计算发射诸元,射程扩展量若取大或取小都不利于落点密集度。为确定一维弹道修正弹对海上目标射击的最佳射程扩展量,在研究射击原理和射击误差的基础上,建立了射程扩展量的计算模型。仿真计算表明:依照此模型计算射程扩展量,修正后具有最多的命中弹数。     

中段弹头IMM-EKF跟踪方法及性能分析

为了提高中段弹头跟踪收敛速度以及跟踪精度,提出了一种基于交互多模型(IMM)的扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)的跟踪算法。基于中段弹头加速度变化特点,建立了目标的中段系统动力学模型及量测模型,通过引入速度测量值,使用IMM-EKF算法对中段目标进行跟踪。仿真结果表明,通过交互多模的非线性滤波算法,可以使中段跟踪收敛速度大为加快,速度测量值的引入也使得跟踪精度有所提高,并在弹头中段与再入段衔接处有较好的跟踪性能; 验证了IMM-EKF跟踪中段弹头的有效性。     

B探针安装偏差对电枢测速误差影响及修正方法

对B探针的电磁感应原理进行分析,得出B探针的安装偏差会对测量电枢膛内位置及速度带来误差。分别考虑存在安装角度偏差和安装位移偏差两种条件下,对电枢通过B探针时间的测量误差进行了理论分析,并通过试验证明了理论分析的正确性。用带有安装偏差的B探针测得的电枢速度曲线偏离真实速度曲线比较大,采用二次多项式拟合方法对B探针安装偏差导致的时间测量误差进行修正,用修正后的数据得到的电枢速度曲线与电枢真实速度曲线比较接近,证明该方法能减小安装偏差带来的测速误差,提高测速精度。     

声引信目标识别技术的研究

对地雷声引信目标识别技术进行了研究。提出利用小波变换后声信号在不同尺度的能量值作为目标的特征矢量，并采用均方加权距离分类器来识别坦克和直升机。检验结果表明，该方法提取的特征稳定，并且，该技术具有高的识别率。