参数化空空导弹模型构建方法技术

本发明专利技术公开了一种参数化空空导弹模型构建方法，包括以下步骤：S1、获取当前时刻弹目相对运动关系，生成当前时刻制导指令；S2、根据当前时刻制导指令生成当前时刻导弹航向；S3、基于当前导弹航向、气动数据和动力学模型生成当前时刻导弹的仿真弹道；S4、重复S1～S3，获得不同时刻导弹的仿真弹道，组合成导弹完整的仿真弹道；S5、根据完整的仿真弹道，获得导弹驾驶仪控制参数，进而获得导弹仿真模型。本发明专利技术公开的参数化空空导弹模型构建方法，能够根据导弹的实际气动外形进行仿真，更加贴合导弹实际情况。况。况。

【技术实现步骤摘要】
参数化空空导弹模型构建方法


[0001]本专利技术涉及一种参数化空空导弹模型构建方法，属于制导控制领域。

技术介绍

[0002]目前的对空空导弹模型构建的主要问题有两点：其一是导弹本身并非作为研究的重点关注对象，因此模型搭建也进行了不同程度的简化，如采用三自由度建模的方式忽略姿态变化所带来的影响，对于考虑到战术层面的空战仿真环境而言，追求空空导弹仿真系统的有效、逼真的十分迫切的，因此简化导弹模型无法充分体现导弹性能对战斗过程的影响，也就无法得出更细致准确的战术策略。
[0003]其二，现有的进行导弹六自由度非线性详细建模工作中，对仿真系统进行了总体设计与详细设计，采用模块化的设计方法将导弹划分为几个分系统进行数学建模，其模拟的空空导弹能够满足战术仿真级别对导弹细致度的要求，通常也具有一定的通用性，其通用性指建模过程的可重复，采用其设计方法及设计流程能够再次模拟出性能差异的其他导弹。但就空战仿真环境中的应用而言，再次生成一款导弹的时间较长，无法满足模拟仿真中快速生成性能拉偏导弹的需求，未能实现真正的参数化导弹模型建立。
[0004]因此，有必要对空空导弹模型构建方法进一步研究，以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]为了克服上述问题，本专利技术人进行了深入研究，设计出一种参数化空空导弹模型构建方法，包括以下步骤：
[0006]S1、获取当前时刻弹目相对运动关系，生成当前时刻制导指令；
[0007]S2、根据当前时刻制导指令生成当前时刻导弹航向；
[0008]S3、基于当前导弹航向、气动数据和动力学模型生成当前时刻导弹的仿真弹道；
[0009]S4、重复S1～S3，获得不同时刻导弹的仿真弹道，组合成导弹完整的仿真弹道；
[0010]S5、根据完整的仿真弹道，获得导弹驾驶仪控制参数，进而获得导弹仿真模型。
[0011]在一个优选的实施方式中，在S3中，对导弹受到的气动数据进行拉偏，所述气动数据包括气动系数和气动矩阵。
[0012]在一个优选的实施方式中，所述气动数据拉偏包括以下子步骤：
[0013]S31、获得基准气动系数曲线以及基准气动力矩曲线；
[0014]S32、对基准气动系数曲线以及基准气动力矩曲线进行拉偏，获得拉偏气动系数曲线、拉偏气动力矩曲线；
[0015]S33、将导弹航向中的攻角分别代入拉偏气动系数曲线、拉偏气动力矩曲线中，获得对应的气动系数和气动矩阵，将其作为拉偏后的气动数据。
[0016]在一个优选的实施方式中，S1中，采用比例导引法生成制导指令。
[0017]在一个优选的实施方式中，S3中，所述仿真为六自由度弹道仿真。
[0018]在一个优选的实施方式中，在S4中获得的仿真弹道上选取特征点，
[0019]在一个优选的实施方式中，S5中，所述驾驶仪为两回路过载驾驶仪。
[0020]在一个优选的实施方式中，S5中，两回路过载驾驶仪的需用参数，通过在S4中获得的仿真弹道上的特征点计算获得，表示为：
[0021][0022][0023][0024][0025]其中，a
α
表示为单位攻角产生的导弹俯仰旋转角加速度大小，a
δ
表示单位舵转角产生的导弹俯仰旋转角加速度大小，b
α
表示为单位攻角产生的导弹速度矢量旋转角速度大小，b
δ
表示单位舵转角产生的导弹速度矢量旋转角速度大小；为静稳定力矩、q为动压，S为导弹特征面积，为操纵力矩、P为推力、c
y
为升力系数、为舵升力系数、L为导弹特征长度、J
z
为转动惯量。
[0026]在一个优选的实施方式中，在仿真弹道上选择多个特征点作为分段点，获得驾驶仪分段控制参数，所述特征点以速度拐点和/或飞行高度拐点为依据选择。
[0027]本专利技术所具有的有益效果包括：
[0028](1)根据本专利技术提供的参数化空空导弹模型构建思路，相较于传统的导弹建模思路，具有更强的通用性，能够真正实现实时生成参数差异化导弹模型；
[0029](2)根据本专利技术提供的参数化空空导弹模型，能够根据导弹的实际气动外形进行仿真，更加贴合导弹实际情况。
附图说明
[0030]图1示出根据本专利技术一种优选实施方式的一种参数化空空导弹模型构建方法流程示意图；
[0031]图2示出根据本专利技术一种优选实施方式的一种参数化空空导弹模型构建方法中马赫数
‑
攻角插值关系曲线示意图；
[0032]图3示出根据本专利技术实施例1中拉偏后的升力系数曲线；
[0033]图4示出根据本专利技术实施例1中拉偏后的阻力系数曲线；
[0034]图5示出根据本专利技术实施例1中无控全弹道拉偏速度曲线；
[0035]图6示出根据本专利技术实施例1中脱靶量变化曲线。
具体实施方式
[0036]下面通过附图和实施例对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。
[0037]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0038]根据本专利技术提供的一种参数化空空导弹模型构建方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0039]S1、获取当前时刻弹目相对运动关系，生成当前时刻制导指令；
[0040]S2、根据当前时刻制导指令生成当前时刻导弹航向；
[0041]S3、基于当前导弹航向、气动数据和动力学模型生成当前时刻导弹的仿真弹道；
[0042]S4、重复S1～S3，获得不同时刻导弹的仿真弹道，组合成导弹完整的仿真弹道；
[0043]S5、根据完整的仿真弹道，获得导弹驾驶仪控制参数，进而获得导弹仿真模型。
[0044]根据本专利技术，S1
‑
S3为导弹仿真中常用的手段之一，其具体过程在本专利技术中不做赘述。
[0045]在一个优选的实施方式中，S1中，采用比例导引法生成制导指令。
[0046]所述比例导引法可以表示为：
[0047][0048]其中，a
c
表示制导指令，N为比例导引系数，V
r
表示导弹速度，q表示弹目视线角。
[0049]不同于传统的导弹仿真，在本专利技术中，S3中，对导弹受到的气动数据进行拉偏，所述气动数据包括气动系数和气动矩阵。
[0050]气动数据是导弹与空气相对运动产生的作用力以及作用力矩，传统的导弹模型中，未考虑空气变化对导弹的影响程度，即认为不同的导弹具有相同的气动外形，在本专利技术中，通过对气动数据拉偏，使得仿真过程中，导弹具有不同的气动外形，可根据导弹的实际气动外形进行仿真，从而获得更加贴合实际的仿真效果。
[0051]在一个优选的实施方式中，所述气动数据拉偏包括以下子步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种参数化空空导弹模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取当前时刻弹目相对运动关系，生成当前时刻制导指令；S2、根据当前时刻制导指令生成当前时刻导弹航向；S3、基于当前导弹航向、气动数据和动力学模型生成当前时刻导弹的仿真弹道；S4、重复S1～S3，获得不同时刻导弹的仿真弹道，组合成导弹完整的仿真弹道；S5、根据完整的仿真弹道，获得导弹驾驶仪控制参数，进而获得导弹仿真模型。2.根据权利要求1所述的参数化空空导弹模型构建方法，其特征在于，在S3中，对导弹受到的气动数据进行拉偏，所述气动数据包括气动系数和气动矩阵。3.根据权利要求2所述的参数化空空导弹模型构建方法，其特征在于，所述气动数据拉偏包括以下子步骤：S31、获得基准气动系数曲线以及基准气动力矩曲线；S32、对基准气动系数曲线以及基准气动力矩曲线进行拉偏，获得拉偏气动系数曲线、拉偏气动力矩曲线；S33、将导弹航向中的攻角分别代入拉偏气动系数曲线、拉偏气动力矩曲线中，获得对应的气动系数和气动矩阵，将其作为拉偏后的气动数据。4.根据权利要求3所述的参数化空空导弹模型构建方法，其特征在于，S1中，采用比例导引法生成制导指令。5.根据权利要求1所述的参数化空空导弹模型构建方法，其特征在于，S3中，所述仿真为六自由度弹道仿真。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫雳，杨冰玮，范世鹏，陈灿，李东昌，王辉，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：