導彈武器系統制導控制半物理仿真實驗理論性強,具有綜合性、專業性和多學科交叉的特點。由于現場實驗系統造價高昂,且實驗規模大、容易出現轉臺“飛車”等危險狀況,因此難以采用傳統手段開展實驗教學。我院依托陜西省空天飛行技術重點實驗室和陜西省航天創新實驗教學中心,建成了導彈制導控制半物理仿真虛擬實驗平臺,同學們可通過本平臺進行導彈飛行性能分析以及制導控制系統半物理仿真實驗。
實驗目的:改變導彈外形,通過實驗分析導彈靜穩定性、動穩定性以及操縱性等動力學特性;設計制導律和自動駕駛儀參數,通過半物理仿真實驗考核導彈的制導、控制系統性能。
實驗內容包括:1、導彈的靜穩定性和動穩定性分析;2、導彈的操縱性和彈體頻域特性分析;3、導彈的制導律和自動駕駛儀參數設計;4、制導控制系統半物理仿真;5、數據分析和報告撰寫。
實驗方法:改變導彈的彈翼和重心位置,產生不同的導彈動態性能,觀察附加擾動攻角的運動過程,得到導彈靜穩定性和動穩定性的結論。舵面引入階躍偏轉和正弦模態偏轉,觀察彈體的姿態運動過程,實驗導彈的操縱性和幅頻特性。設定比例導引系數、自動駕駛儀增益等,觀察方案飛行、自尋的導引飛行下的制導和控制性能。設定舵機參數、慣組干擾參數等,觀察制導控制系統半物理實驗環境下的性能。
實驗要求:1、實驗前了解實驗目的、內容和方法;2、掌握導彈動力學特性的分析方法,制導控制系統的設計方法和半物理仿真的實驗方法;3、理解實驗測試數據的含義和分析方法;4、完成實驗過程和實驗后的測試試題。
實驗注意事項: 1、實驗過程須按照實驗步驟正確操作,依次完成各項實驗內容;2、認真撰寫實驗報告。
實驗操作包括以下12個步驟,
第一步:試驗概況認知。觀察導彈外形配置,認識實驗體系的基本組成。
第二步:導彈外形調制。按照靜穩定度要求,改變彈翼和重心位置。
第三步:靜穩定性分析。設定擾動攻角,觀察導彈的受力和力矩。
第四步:動穩定性分析。設定擾動攻角,觀察導彈的姿態運動過程。
第五步:操縱性分析。設置等效舵偏,觀察導彈舵面階躍偏轉,并觀察導彈的姿態運動過程。
第六步:彈體頻域特性分析。設定舵偏的頻率和幅度,觀察彈體的運動過程,通過實驗確定彈體的固有頻率和截止頻率。
第七步:初始對準和歐拉坐標變換。按照實驗要求,確定坐標旋轉順序和歐拉角,旋轉導彈到要求的姿態角和氣動角。
第八步:方案飛行方式。設定導彈的俯仰角變化規律,設定導彈的自動駕駛儀增益,觀察導彈是否能夠方案飛行。
第九步:尋的制導飛行。設定導彈的比例導引系統,彈、目位置觀察導彈是否能夠命中目標。
第十步:半物理仿真實驗。設定舵機動態參數,慣組的干擾參數,實驗導彈的飛行過程和脫靶量。
第十一步:實驗數據分析。根據采集到的俯仰姿態角變化、舵偏角變化以及脫靶量,分析導彈的制導控制性能。
第十二步:實驗報告編寫。根據實驗操作的時長和正確率等指標,給出評分情況;認真填寫感想和建議部分,完成實驗報告撰寫。
感謝參與,祝學習愉快!