【摘 要】
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回首近年来全球范围内发生的局部战争,如海湾战争、伊拉克战争、利比亚战争、叙利亚冲突等,激光制导炸弹因其具有抗外界干扰能力强、价格低廉、组成简易、打击目标精准等特点,已成为制导武器家族中用量最大、发展最快的成员。本文针对轻量化无人机平台提出一种新型激光制导炸弹制导控制系统组件——导引与控制系统即导控系统,其中导引指激光导引信号处理系统,控制指制导炸弹控制系统。导控系统整合了传统导引头组件中信号处理部
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回首近年来全球范围内发生的局部战争,如海湾战争、伊拉克战争、利比亚战争、叙利亚冲突等,激光制导炸弹因其具有抗外界干扰能力强、价格低廉、组成简易、打击目标精准等特点,已成为制导武器家族中用量最大、发展最快的成员。本文针对轻量化无人机平台提出一种新型激光制导炸弹制导控制系统组件——导引与控制系统即导控系统,其中导引指激光导引信号处理系统,控制指制导炸弹控制系统。导控系统整合了传统导引头组件中信号处理部分和飞控计算机全部功能,集成激光光斑定位解算和飞控解算功能,并基于双DSP技术对导控系统设计开展深入研究。本文主要研究了以下内容:首先针对低速无人机平台和小型低成本激光制导炸弹武器系统的特点,采用成本低、精度高的四象限探测器作为光电传感器,设计激光导引信号处理系统,将传统的光斑几何定位算法、高斯光斑模型以及多项式拟合法相结合,通过引入误差补偿参数,设计一种拟合算法,实现目标位置检测。由于采用捷联激光导引体制,激光导引信号处理系统输出的目标位置信息中存在噪声信息,因此采用无迹卡尔曼滤波实现视线角速度提取。根据提取后的视线角速度,可以在末制导阶段采用比例导引律进行精确制导控制。为解决吹风数据与实际不符、实际干扰值与建立的干扰模型不符等问题,采用模型参考自适应结合滑模变结构控制的方法对控制系统稳定回路滚转、俯仰、偏航通道进行设计。针对激光导引信号处理系统和制导炸弹控制系统算法运算性能需求进行分析,采用双DSP实现导控系统软硬件一体化设计,开展硬件电路设计,并进行软件任务调度、资源分配和时序管理优化与分析,提高算法执行效率,降低通讯延迟。最后,对制导炸弹进行半实物仿真实验,在五轴仿真转台基础上,接入导控系统、导航系统、舵机等,对系统整体性能进行验证与评价。通过对弹道和命中精度进行分析,结果表明导控系统工作稳定,命中精度能够满足设计需求。
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