单预警机静态航迹规划建模与仿真
预警机巡逻航线样式规划模型及仿真分析
第2期
祁 炜，等：预警机巡逻航线样式规划模型及仿真分析
99
AYBY 和 CYDY 被 y 轴垂直平分且与 x 轴间距相
等 ，AYCY 和 BY DY 相 交 于 O 点 ．
采 用 双 平 行 线 形 巡 逻 航 线 时 ，预 警 机 沿 着
AY ® BY ® CY ® DY ® AY 飞行，直飞航线长度 Lp =
第 33 卷 第 2 期 2019 年 4 月
空军预警学院学报 Journal of Air Force Early Warning Academy
单预警机静态航迹规划建模与仿真
单预警机静态航迹规划建模与仿真
王国师;李强;杨征;吴长飞
【期刊名称】《工程设计学报》
【年(卷),期】2011(018)004
【摘要】预警机作为空军预警探测的重要组成部分,飞行前对其进行航迹规划是至关重要的.在分析预警机航迹规划与目前已研究的飞行器航迹规划区别的基础上,研究了单架预警机静态航迹规划问题.首先,结合当前预警机的作战运用模式,综合考虑对预警机跟踪监视目标性能有影响的各种主要因素,将预警机航迹规划划分为2个阶段；然后,对影响各阶段航迹规划的主要因素分别进行数学建模并得出代价函数,设计了各阶段具体的航迹规划步骤,并基于改进的粒子群算法对飞行段航迹进行搜索.通过Matlab仿真证明了所设计的方法能够根据目标分布情况自动生成质量优越的航迹.
【总页数】7页(P275-281)
【作者】王国师;李强;杨征;吴长飞
【作者单位】空军雷达学院研究生管理大队,湖北武汉430019;空军雷达学院预警监视情报系,湖北武汉430019;国防科技大学信息系统与管理学院,湖南长沙410073;空军雷达学院预警监视情报系,湖北武汉430019
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于改进粒子群算法的单预警机动态航迹规划 [J], 王国师;李强;吴长飞;吴逸
2.无人机气流振动下飞行航迹规划建模仿真 [J], 钟频
3.基于仿真的航迹规划联网威胁元建模方法 [J], 杜华桦;陈才强;李鑫;刘娟
4.基于仿真数据的航迹规划威胁建模方法研究 [J], 刘娟;王维平
5.低可探测性飞机威胁建模及航迹规划仿真研究 [J], 郭琳;周德云;汪凌霄
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民航空管雷达航迹模拟技术的设计与实现
空管雷达地址码和 ＧＰ Ｓ时钟 存在的安全漏洞 ，空管部 门应 Ａｌ ｔ ｉ ｖ ａ ｒ ７ １ 变频器的参数设置方法。实际上该雷达 使用的 Ｚ ４ ０ ０ 、 Ｐ ４ ６ ０ ０服务器也 已停产 ，需要寻找代用品 。 高度重视 。有关部 门应协调将空 管雷达地 址码 的修 改权限 由雷 Ｈ
（ 上接 第 ２ １ 页）
个 记 录 文 件 、记 录 功 能 不 在 默 认 中加 入 了间隙放 电防 雷器后 ，在雷 雨季节 必须对防雷 器进行检 雷 达 图形 显 示 系 统 中 ，只 有 １ 查 ，防止 防 雷 器接 地 造 成 方 位 信 号 异 常 。 状 态 、信 号 记 录 与 回放 功 能 存 在 冲 突 即 信 号 记 录 与 回放 不 能 同 时 实 现 等 。这 些 问 题 需 要 向 雷 达 厂 家 反 映 ， 由 厂 家 修 改 软 件 来
的研究课题 ，在管制 自动 化系统测试方面具 有重要的实 际意义 。 个 模 拟 信 息 源 系 统 的研 究 与 开发 具 有 十分 重要 和 现 实 的意 义 。
模 拟 信 息 源 系统 作 为 自动 化 系 统 测 试 的 主 要 工 具 之 一 ， 通 过 计 笔者采用一种运用 ４ Ｄ轨 迹 模 拟 雷 达 航 迹 的 方 法 ，基 本 思 路
● ●● ● ■ ● ■
ａＶＩ ａｔ ｌ Ｏｎ ｒ Ｑｄａｒ ｔ ｒ ａｌ ｅＣｔ ｏｒ ｙ
文／ 刘俊杰 （ 民航局 空管局技术 中心 ）邬秋香 （ 中国电子科技集团公司 第二十八研究所 ）
引 言
融合处理和告警处理 ） 、性能和可靠性的测试和评估 。研 究雷 达
雷达航 迹模拟技 术是现 代空管交通 管理 中的一 个非 常重要 肮迹 模拟技术 ，减小 模拟肮迹 与真实航 迹之 间的误 差 ，对于 整
空中飞行目标三维航迹的分析与仿真
圆弧BC运动到C点，再沿直线CD运动，在椭圆上经过角度为α（0<α≤2π），则α=ωtC，俯冲角（速度方向与水平面夹角）为β（0<β<π2）。
图5
图6
椭圆弧局部示意图如图6所示。其中M为椭圆航迹中任一点，设B点 对应的椭圆参数角为 （π2< <3π/2， ≠π），为未知参数。其中π2< <π表示向上拉起高度上升的情况，而π< 度下降的情况，从而求解P点位置坐标。 五、各类航迹的模拟与仿真 1、直线航迹的仿真。设A（1000、500、3000），初速度=200，n=2，∂=30，γ=80。 2、水平面内弧线航迹的仿真
<3π/2表示向下俯冲高
1）水平面内圆弧航迹的仿真。设B（1500，1000，4000），R=1500， =250，α=4π/3。 2) 水平面内椭圆弧航迹的仿真。设B（1500，1000，4000），a=1500，b=800，ω=0.1，α=π。 3) 3、铅垂面内弧线航迹的仿真
1）铅垂面内圆弧航迹的仿真。设B（1500，1000，4000），R=1200， ＝200，α=2π/3，β=π/6。 2）铅垂面内椭圆弧航迹的仿真。设B（1500，1000，4000），a=1800，b=1000，ω=0.1，α=2π/3，β=π/6。 六、结语 综上所述，随着现代战斗机飞行性能、攻击能力、隐身性能及计算机技术的不断提高，现代化的空中目标对抗越来越表现出快节奏、 小规模、难以预测等诸多特点。 参考文献： [1]倪智.现代空战[M].北京：国防大学出版社，2016（06）. [2]胡凯.空中运动目标的特征航迹描述与仿真[J].通信技术，2014，5（43）：13-18. [3]杨作宾.运动目标三维航迹仿真模型的设计与实现[J].战术导弹控制技术，2014，27（04）：34-36，42.
一种基于蒙特卡洛法的巡航弹航迹规划建模与软件实现方法
1. 3 威胁突防模型
敌威胁模型主要由歼击机 、地空导弹 、高炮等作战单元组
成 。在分析多层防御系统的组成 、作战流程和拦截方式的基础
上 ,可以建立巡航弹攻防对抗系统框架 ,并且建立单枚或多枚巡 航导弹的上述几种火力威胁的突防概率模型 。例如歼击机 ,其 防空区域大 ,灵活性强 ,是敌威胁模型的主力 ,当单枚巡航弹通 过一个歼击机作战单元时有 m (一般为 1或 2)个火力单元对其 进行拦截 ,设第 i ( 1 ≤ i ≤m )个火力单元对该枚巡航弹的拦截 概率为 pi (与每个火力单元的可拦截次数有关 ) ,则单枚巡航弹 对歼击机作战单元的突防概率为 :
m
∏ P = ( 1 - pi ) i =1
据试验数据和计算结果 ,对于一架可发射空中导弹数为 6 枚的 F216歼击机 ,单枚巡航弹的突防概率对高度变化的曲线图 如图 2所示 (航路捷径 l = 60km, 速度 v = 0. 7M a) , 对飞行速度 变化的曲线图如图 3 所示 (飞 行 高 度 h = 50m, 航 路 捷 径 l = 60km ) 。
3 (D epartm en t of Com pu ter Science, S econd A ritillery En igeering College, X i’an 710025, S haanxi, Ch ina)
Abstract Monte Carlo algorithm is an important p robability calculation method. Route p lanning for cruise m issiles flight path is a struc2 tureless op tim ization p rocess and is a p lanning method of flight path difficult to be denoted by a set of mathematical models. The difficulty lays on striving for quickness and high p recisions in order to enhance emergency reaction ability of the m ilitary forces and it’s crucial to surviving and vanquishing. This paper focuses on the study of an algorithm designed w ith Monte Carlo to break through the obstacle of firepower units. Firstly, the algorithm divides the p lan into several smaller events, then statistical experiments is carried out with random numbers, and finally the decision of whether to save or delete points is made from the conclusion of what points are effective or not. Monte Carlo method effectively realized the route op tim ization design for flight path in geodetic azimuth constraint conditions, and the speed derived can be lifted to 22 percent higher than that of traditional method. Software modelling is realized w ith UML , including the static model like the class diagram and the dy2 nam ic model like the sequence diagram. The software p latform of route p lanning for flight path p resented perform s well in app lication, it stand2 ardizes the p lanning p roject and also shortens the exp loitation time.
飞机结构仿真分析及其优化设计
飞机结构仿真分析及其优化设计近年来，随着飞机制造技术的发展和飞机性能要求的提高，飞机结构仿真分析成为飞机结构设计和制造中的必要环节。
通过仿真分析，可以评估飞机结构的强度、疲劳寿命和耐损性等重要性能指标，从而指导优化设计。
本文将介绍飞机结构仿真分析的方法和优化设计的思路。
一. 飞机结构分析的方法飞机结构分析是通过计算机数值模拟方法，分析对结构的应力、位移、变形、振动、疲劳寿命等现象进行分析，并在此基础上对结构进行设计和优化。
具体来说，飞机结构分析可以分为以下几个步骤：1. 建立数值模型建立数值模型是飞机结构分析的第一步，其目的是将实际飞机结构抽象成数学模型，以便进行计算机仿真。
建立数值模型时，需要考虑飞机结构的各种几何和材料特性，如外形、结构布局、材料类型、初始条件等。
2. 网格划分飞机结构分析需要将结构抽象成一系列的单元，这些单元之间通过节点相互连接。
这种单元与节点的网格化可以大大简化计算负荷，减少计算时间。
在进行网格化时，需要根据飞机结构的几何和物理特性，选择适宜的单元尺寸和节点数量。
3. 边界条件设定在进行结构分析时，需要设定结构的边界条件，包括支撑、加载等信息。
这些边界条件需要准确地反映实际情况，以便保证分析的准确性。
4. 应力计算应力计算是飞机结构分析的重要环节，其目的是计算每个单元上的应力值。
应力计算需要考虑各种载荷因素，如自重、飞行荷载、风载等，以及外部因素，如温度、湿度、压力等。
为了提高计算精度，应该选用合适的应力计算方法，如有限元分析算法、热损伤感应算法等。
5. 变形和振动分析变形和振动分析是飞机结构仿真中的重要环节。
变形和振动分析旨在评估飞机结构在各种载荷情况下产生的位移和振动情况，以便检查结构是否满足性能要求。
变形和振动分析需要考虑不同载荷下结构的动态响应特性，对于不同类型的飞机，需要采用不同的分析方法。
6. 疲劳寿命评估疲劳寿命评估是飞机结构分析中的关键环节。
在飞机服役期间，受到载荷作用的飞机结构会出现疲劳损伤，从而导致安全隐患。
机场塔台管制仿真系统核心计算模块的建模及实现
第 ｌ期
ｍｏｄｅ１’Ｓ ｅｓ ｔａｂｌｉｓ ｈｍｅｎｔ， ａｓ ｗｅｌ１ ａｓ ｒｅａｌｉｚａｔｉ ｏｎ ｔ ｐｒｏｃｅｓＳ． Ａｔ ｏｆ ｈｅ ｔｈｅ ｓａ ｔｉｍｅ， ｉ ｏｒｄｅ ｍｅ ｎ ｒ ｔｏ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｒｅ ｆｌｅｘｉｂｌ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｓｃａｌ ｅ ａｂｌ ｔ ｍｅｅｔ ｔ ｃｏｍｐｌｅｘ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅ ｏ ｈｅ １ａｒｇｅ－ ｓｅａｌｅ ｓｉ ｍｕｌ ａｔｉｏ ｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｉｒｐｏｒｔｓ ａｃｃｏｒｄｉ ， ｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｆｌｉｇｈｔ ｐｈａｓｅ ａｎｄ ｆｌｉ ｇｈｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉ ｓｔｉ ｏｆ ｔｈｅ ＣＳ ｍｏ ｂｉ１ｅ ｆｏｒｍ， ｔｈｅ ｍｏｄｅ１Ｓ ｗｅｒｅ ｅｓｔａｂ１ｉｓ ｈｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｉ ｓｉｍｕｌ ｒ ａｔｉ ｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉ ｏｎ ｗｅｒｅ ｃａｒ ｒｉｅｄ ｏｕｔ ｒｅｓ ｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｓｉ ｍｕｌ ａｔｉｏｎ ｍｏｒｅ ｒｅａｌｉ ｓｔｉ Ｃ．
划 系 统 的重 要 组成 部 份 。
育 和 实 际 生 产 的 要 求 的系 统 。它 采 用 虚 拟 现 实 技 术 构 建 以机 场 塔 台 视 景 仿 真 为 中心 ， 通 过 分 布 交 互 实
ห้องสมุดไป่ตู้
作 者 简 介 ：李
楠 （ ９ ８ ，女 ，汉 族 ， 辽 宁 抚顺 人 ， 中 国 民航 大 学 空 中交 通 管 理 研 究 基 地 讲 师 。 主 要 研 究 方 向为 空 中交 １ ７ 一）
通 管 理 自动 化 及 仿 真 技 术 。
３ ９
交通 运 输 工程 与信 息 学 报
２ １ ０ ０年
Ｃ ｖｌ ｖａ ｏ ｎｖｒｉ ｆ ｈｎ ， ｉ ｊ ３ ０ ０ ， ｈｎ ｉｉ Ａ ｉｔ ｎＵ ｉｅｓｔ ｏ ｉａ Ｔ ａ ｉ ０ ３ ０ Ｃ ｉａ ｉ ｙ Ｃ ｎｎ
飞行器航迹规划技术研究及优化算法设计
飞行器航迹规划技术研究及优化算法设计近年来，飞行器航迹规划技术的研究和优化算法设计取得了重大进展。
在飞行器的控制和导航中，航迹规划是一个至关重要的环节。
因此，如何进行航迹规划以实现安全、高效、准确和节能的飞行成为全球学术界和工业界共同关注的热点问题。
本文将从研究现状、方法分析和进一步的研究方向等方面进行阐述，以期对该领域的发展有所帮助。
一、研究现状航迹规划是指规划一种优化的路径来使得飞行器按照规划的路径进行运动。
这些路径必须满足多方面的要求，包括安全、节能、准确和高效等方面的要求。
近年来，随着计算机技术和优化算法的快速发展，航迹规划技术得到了极大的提升。
当前主要的研究方向包括：1. 基于模型预测控制的航迹规划：该方法主要是基于经典的模型预测控制理论，将所需要的航迹进行优化，最终得到一条准确性更高、安全性更好的航迹。
这种方法的主要缺点是计算速度慢，不适合实时应用。
2. 基于自适应实时优化的航迹规划：该方法主要是根据飞行器目前的状态实时地进行航迹变化，以便更好地适应不同的飞行环境。
这种方法的主要优点是计算速度快，适合相对实时的应用。
3. 基于遗传算法和人工神经网络的航迹规划：这种方法主要依靠遗传算法和人工神经网络对航迹进行优化，以达到最佳的效果。
这种方法的优势在于可以适应各种不同的飞行环境，但缺点在于计算速度慢，使用难度较大。
总体而言，目前航迹规划技术的研究取得了重大进展，但是依然存在着一定程度的局限性和问题。
进一步的研究和创新依然是必要的。
二、方法分析针对航迹规划技术的局限性和问题，需要进一步探讨可行的解决方法。
当前主要的方法包括：1. 基于深度学习和优化算法的航迹规划：深度学习是人工智能领域最热门的技术之一，可以用于提高对飞行器监控数据的分析和识别，以便更准确地进行航迹规划。
同时，引入优化算法可以增强航迹规划的效率和效果。
2. 基于有限状态机的航迹规划：有限状态机是控制系统中的一种基本抽象模型，可以用于描述和识别多种不同的飞行状态。
基于仿真的航迹规划联网威胁元建模方法
ＫＥ ＹＷ ＯＲ Ｓ：ｒｊｃ ｒ ｐａ ｎ ｇ Ｔ ｒ ａ ｓｕｃ ｅｔ ｇ ｉ ｌ ｉ ； ｔ ｍ ｄ ｌ ｇ Ｄ Ｔ ａ ｔ ｙ ｌ ｉ ； ｈｅ ｔ ｏ ｒｅｎ ｔ ｎ ；Ｓ ａ ｏ Ｍｅ — ｏ ｅ ｎ ｅｏ ｎ ｎ ｉ ｍｕ ｔ ｎ ａ ｉ
１ 引 言
建 模 指 对 导 弹作 战 空 间 中 的各 种 影 响 导 弹 突 防 效 果 的
（ ． 军 通 信 网络 管 理 中心 ， １空 北京 １０ ４ ； ． 防科 技 大学 ， 沙 ４ ０ ７ ） ０８３ ２ 国 长 １０ ３
摘要 ： 针对 现有威胁建模方法难以描述威胁源联 网对航迹规划的影响 ， 为提高导 弹突防效果 ， 提出一种 基于仿真 的联 网威胁 元建模 方法 。综合利用专家经验 、 器性能参数和仿真数据 ， 武 借助攻防仿 真实验对威胁源联网环境 中的导弹攻防对抗过程 ，
为更好地反映联 网威胁的特点 ， 文提 出基 于仿真 的联 本
网威 胁 元 建 模 方 法 。该 方 法 综 合 利 用 专 家 经 验 、 器 性 能 参 武
威胁 因素进行定量 描述 的过程 。合 理 的威胁评 估模 型是保
证 规 划 结 果 正 确 性 和 有 效 性 的关 键 所 在 。 随 着 反 导 技 术 的快 速 发 展 ， 弹 突 防 面 对 的 已 不 是 过 去 导
ｉ ｔ ｄ ｏ ｅｔｎ ｈ ｅ ｔｉ ｉｅ ｎｇ ｍｅｈｏ ｆｎ ｔｉｇ ｔ ｒ ａ ｓｇｖ ｎ． Ｔｈ ｓｍ ｅｈ ｄ ｕｓ ｓｅ ｐｅ ｉ ｔ ｏ ｅ ｘ ｌｓ’ ｅ ｐｅｉ ｎ ｅ，ｗｅ ｐｏ ｅ ｆｒ ａ ｅ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ，ｓｍｕ ｘ ｒｅ ｃ ａ ｎ ｐ ｒｏ ｍ ｎｃ ａ ａ ｔｒ ｉ — ｌｔｏ ａａ ａ ｄ ｓ ｍ ｅ ｓａｉｔ ａ ｅｔｎ ｈｒ ａ ｖ ｌ ａｉ ｎ ｍｅ ｓ ｅ ｌ ｎｓ ｇ ｉ ｅ ｒｍ ｈ ｉｓｌ ｏ ｎｔｒ ｎ ｉ ｕ ａｉｎ ａ ｉｎ ｄ ｔ ｎ ｏ ｔｔｓｉ ｌｎ ｔｉｇ ｔ ｅ ｔｅ ａ ｕ ｔｏ ａ ｕｒｎ ｅ ｔ ａｎ ｄ ｆｏ ｔ ｅ ｍ ｓ ｉｅｃ ｕ ｅ ｍｉ ｅ ｓｍ ｌｔｏ ｃ ｅ ｐ ｒｍ ｅ ｔｔ ｓａ ｉｈ ｑ ｎｉａ ｉｅｒ ｌ ｔ ｎ ｂ ｔ ｅ ｈ ｓ ｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｎ ｈ ｅ ｔｄｅ ｒ ｅ ｏ ｈ ｒ ＂ｃｏ ｙ ｗｈ ｃ ｓａ ｘ ｅｉ ｎ ｏ ｅ ｔｂｌ ｕａ ｔｔｔｖ ｅａｉ ｅｗｅ ｎ ｔ ｏ ｅｍ ａ ｕ ｅ ｎ ｓａ ｄ ｔｒ ａ ｇ ｅ ｆｔ ｅ ｔａｅ ｔｒ ｉ ｈ ｉ ｓ ｏ ｋ ｙ ｆｃｏ ｆｔ ｔａ ｋ ｍｉｓｌｓ’ｐｅ ｔａｉ ｎ ｅｆｃ ｉｅ ｅ ｓ Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔｓ ｏ ｈ ｔｔ ｔ ｏ ａ ｅ ｃ ｉ ｅｔ ｅ ｎ ｔｉ ｅ ａ ｔｒｏ ｈｅａｔ ｃ ｓ ｉｅ ｎｅｒ ｔｏ ｆｅ ｔｖ ｎ ｓ ． ｐ ｒｍ ｎ ｈ ｗｓｔ ａ ｈｅｍｅ ｈ ｄ ｃ ｎ ｄ ｓ ｒｂ ｈ ｅｔｎｇ ｔ ｅ ｔｓ ｕｒ ｓ ａ ｄ ｇ ａ ａ ｔｅ ｔ ｅ ｖ ｌｄｔ ｆｔ ｅ ｔａ＂ｃｏｙ ｐａ ｉ ｇ ｈｒａ ｏ ｃｅ ｎ ｕ ｒ ｎｅ ｈ ａｉ ｉｙ ｏ ｈ ｒ ｅ ｔ ｒ ｌｎｎ ｎ ．
基于模型的系统工程在航电系统设计中的研究与仿真
基于模型的系统工程在航电系统设计中的研究与仿真1. 引言1.1 研究背景航空电子系统作为航空航天领域中不可或缺的一部分，其设计与研发一直是工程技术领域中的重要问题。
随着航空航天技术的不断发展，航电系统的设计要求也越来越高，各种复杂性、安全性等方面的要求日益增加。
传统的航电系统设计方法往往存在一些问题，如设计过程中的不精确性、原型验证成本高等，因此迫切需要一种更加有效和精确的系统工程方法来支撑航电系统设计。
研究关于基于模型的系统工程在航电系统设计中的应用具有重要的研究意义。
通过深入探讨航电系统设计中基于模型的系统工程方法的应用，可以为航电系统设计提供更加有效的支持，提高设计效率、降低风险，推动航空电子技术的发展。
【研究背景】1.2 研究目的本文旨在探讨基于模型的系统工程在航电系统设计中的研究与仿真方法，旨在建立有效的航电系统设计模型，提高系统设计效率和质量。
具体目的包括：1. 分析航电系统设计中存在的问题和挑战，探讨传统方法在面对复杂系统设计时的局限性；2. 介绍基于模型的系统工程方法，在系统设计阶段通过建立模型来更好地理解系统，优化设计方案；3. 通过案例分析，验证基于模型的系统工程在航电系统设计中的应用效果，探讨其在实际工程中的可行性和有效性；4. 提出模型验证与评估的方法，保证设计模型的准确性和可靠性；5. 探讨系统工程在航电系统设计中的实际运用，为未来航空电子系统设计提供借鉴和参考。
通过以上研究目的，本文旨在为航电系统设计领域的研究和实践提供有益的理论参考和方法指导。
1.3 研究意义航空电子设备作为飞机系统的重要组成部分，对飞行安全和效率具有至关重要的影响。
基于模型的系统工程在航电系统设计中的研究与仿真具有重要的理论意义和实践价值。
基于模型的系统工程方法可以帮助工程师更好地理解航电系统的复杂性和系统整体性，有助于提高设计效率和准确性。
通过建立系统模型、进行仿真分析，可以在系统设计阶段发现问题，并针对性地进行改进，从而避免在后期开发和测试阶段出现严重的问题。
飞行器姿态控制系统设计及仿真
飞行器姿态控制系统设计及仿真近年来，随着无人机技术的快速发展，飞行器姿态控制系统的设计和仿真成为了一个备受关注的领域。
飞行器姿态控制系统是无人机飞行过程中保持稳定的重要组成部分，它能够通过精确的姿态控制来实现飞行器的稳定飞行和各种机动动作。
本文将介绍飞行器姿态控制系统的设计原理和步骤，并通过仿真验证其性能。
一、飞行器姿态控制系统的设计原理飞行器姿态控制系统的设计原理主要基于控制理论和传感器技术。
控制理论提供了一种系统动力学建模和控制器设计的理论基础，而传感器技术能够提供准确的姿态信息，为控制系统提供反馈信号。
在飞行器姿态控制系统设计中，常用的控制方法包括PID控制和模型预测控制。
PID控制是一种经典的控制方法，通过测量当前状态与目标状态的误差，综合考虑比例、积分和微分三个部分，计算出控制输出。
模型预测控制则是基于飞行器的数学模型，通过预测未来一段时间内的状态变化，计算出最优的控制策略，从而实现姿态控制。
二、飞行器姿态控制系统的设计步骤1. 系统动力学建模飞行器姿态控制系统的设计首先需要进行系统动力学建模。
根据飞行器的物理特性和运动方程，建立数学模型。
常见的模型包括刚体模型、欧拉角模型和四元数模型。
选择合适的模型能够更好地描述飞行器的运动特性。
2. 控制器设计根据系统模型，选择适当的控制方法进行控制器设计。
常用的控制方法有PID控制和模型预测控制。
PID控制是一种简单而有效的方法，但对于复杂的飞行器姿态控制来说，模型预测控制能够提供更好的性能。
根据系统的需求和性能指标，设计合适的控制器参数。
3. 传感器选择飞行器姿态控制系统需要依赖传感器来获取准确的姿态信息。
常用的传感器包括加速度计、陀螺仪和磁力计等。
根据飞行器的需求和环境条件，选择合适的传感器，并进行校准和数据处理，以提供准确的姿态反馈。
4. 闭环控制设计好控制器和选择好传感器后，将其组合成一个闭环控制系统。
将传感器获取的姿态信息与目标姿态进行比较，计算出控制输出，通过执行机构来实现姿态控制。
关于《中国电子科学研究院学报》启用在线采编系统的通知
2019年第6期单博楠等:预警机典型巡逻航线下探测性能分析及评估633综上，本文建议预警机在执行预警探测任务中，采用圆形航线巡逻飞行。
当不能飞圆形航线时，可采用跑道形或8字形航线。
当需要环绕重点区域的巡逻方式，以便全方位监视时，可以采用三角形航线。
本文的不足之处有:对8字形航线和三角形航线的建模还比较简单，没有详细考虑转弯的影响。
实际飞行中，载机运动遵循空气动力学特性且具有 惯性，并不能按照规整的三角形飞行。
分析径向速 度盲区时，仅考虑了目标做匀速直线运动的情况，未考虑变速运动和机动转弯等复杂情况。
在实际应用中，可以通过建立目标的运动模型，预测径向盲速， 并采取措施补偿或规避。
此外，本文未考虑各种航线飞行操作的难易程度，如圆形航线对惯导和飞行员的要求较高等。
在以后的工作中将完善以上 不足。
参考文献：[1] 曹晨.预警机一信息化战争的空中帅府[M].北京:电子工业出版社,2009.[2] 叶海军，雷川.E-2D 预警机形成初始作战能力的实质[J].指挥与控制学报，2017, 3(2)： 165-170.[3]王国师，李强，杨征，吴长飞.单预警机静态航迹规划建模与仿真[J].工程设计学报，2011, 18(4)：275-281.[4] 王国师，李强，吴长飞，吴逸.基于改进粒子群算法的单预警机动态航迹规划[J].火力与指挥控制，2012, 37(6) ：25-30.[5] 吴福初，翟海清，单岳春.岛礁要地反空袭作战中预 警机巡逻空域的设置[J].指挥控制与仿真，2018, v. 40； No. 273(03) :20-24.[6] 祁炜，李侠，蔡万勇，等.多预警机协同作战空域配置 [J].中国电子科学研究院学报，2016, 11 (5)： 547-553.[7] 王国师，李强，贺玲，et al.某型机载预警雷达盲区计算模型研究[J].雷达科学与技术，2010, 08(6)：491-498.[8] 焦广伦，陆军.机载脉冲多普勒雷达探测性能的评估 [J].电讯技术,2009 , 49(11):80-84.[9]焦广伦.脉冲多普勒雷达探测的速度盲区仿真系统[J].电子测量技术，2008, 31(9):10-13.作者简介单博楠(1989—),女，天津人，博士,工程师，主要研究方向为系统总体设计；E-mail : shanbonan@ foxmail, com傅宇龙( 1989—),男，天津人，博士，工程师，主要研究方向为应用数学；叶海军( 1979-),男，安徽人，硕士，高工，主要研究方向为空基信息系统设计；乔永杰(1976—),男，山西人，博士，研究员，主要研究方向为系统总体设计。
预警机巡逻航线规划问题建模与仿真分析
第2期2021年2月Journal of CA EITV ol. 16 N o . 2 Feb. 2021doi ： 10. 3969/j. issn. 1673-5692. 2021.02. 008预警机巡逻航线规划问题建模与仿真分析李相如，曹晨，罗琪械(中国电子科学研究院，北京100041)摘要：预警机巡逻航线规划是预警机任务规划中的一个环节，对预警机巡逻航线进行合理的规 划，可以更好地掌握目标区域附近的空情，提高重点任务情报与指控能力。
文中将预警机巡逻航线 规划分为巡逻空域规划，巡逻航线规划和飞行航线规划三个环节；并着眼于前两个环节分析了预警机三种典型巡逻航线及其探测性能；在此基础上，给出预警机典型巡逻空域与巡逻航线规划流程与 方法，基于文中开发的工具已初步用于预警机活动空域和巡逻航线的规划。
关键词：预警机;巡逻航线；航线规划中图分类号：E926. 37;TN957.51 文献标志码：A文章编号：1673-5692(2021 )02-1534)4Modeling and Simulation Analysis of Patrol Route Planning for AWACSLI Xiang-ru, CAO Chen, LUO Qi-nan(China Academ y of Electronics and Inform ation Technology, Beijing 100041 , China)Abstract ： Patrol route planning is a link in the task planning of AWACS. The Reasonable planning of patrol route can better grasp the air situation near the target area and improve the intelligence and control. This paper divided patrol route planning into three part ： patrol airspace planning, patrol route planning and flight route planning. Focusing on the first two aspects, three typical patrol routes and their detection performance of AWACS are analyzed. On this basis, the typical patrol airspace and route planning process and method are given. The tool based on this paper has been initially used in the planning of active airspace and patrol routes of AWACS.Key words ： AWACS ； patrol route ； route planning〇引言预警机是集情报探测、指挥控制于一体的大型 综合电子信息系统，是空中作战机群的核心，在现代 化战争中发挥着越来越重要的作用。
航电系统仿真方案
航电系统仿真方案1. 引言航电系统是现代飞机上至关重要的一个子系统，它负责飞机的导航、自动驾驶、通信和显示等功能。
为了确保航电系统在实际飞行中的准确性和可靠性，飞机制造商和航空公司通常使用仿真技术进行系统验证和测试。
本文将介绍一种航电系统仿真方案，旨在实现对航电系统的全面测试。
2. 仿真环境搭建2.1 仿真平台选择在航电系统仿真方案中，选择一个合适的仿真平台非常重要。
常用的仿真平台有MATLAB/Simulink、LabVIEW和PSCAD等。
根据仿真需求和项目预算，选择一个功能强大、易于使用且具有良好性能的仿真平台。
2.2 仿真模型建立仿真模型的建立是航电系统仿真方案的核心部分。
首先，根据实际飞机的物理特性和航电系统的功能要求，建立相应的数学模型。
然后，使用选定的仿真平台，利用数学建模工具或编程语言编写仿真模型。
2.3 环境参数配置在进行航电系统仿真时，需要配置适当的环境参数，以模拟飞行过程中的不同工况和环境条件。
这些参数包括飞行速度、海拔高度、气温、湿度等。
通过配置合适的环境参数，可以评估航电系统在不同条件下的性能和稳定性。
3. 仿真测试方案3.1 功能测试航电系统的功能测试是确保系统符合设计要求的关键步骤。
其中包括导航功能测试、自动驾驶功能测试、通信功能测试和显示功能测试等。
通过在仿真模型中输入特定的输入信号，并对输出结果进行分析和验证，可以评估航电系统的功能是否正常。
3.2 性能测试除了功能测试，对航电系统的性能评估也是非常重要的。
性能测试包括系统响应时间、精度、稳定性和抗干扰能力等方面的考察。
通过在仿真模型中引入不同的干扰信号、评估系统的响应速度和精度，可以得出航电系统在各种情况下的性能指标。
3.3 故障模拟测试航电系统的故障模拟测试是为了验证系统在面对故障时的自愈能力。
通过在仿真模型中引入各种可能的故障情况，并观察系统对故障的响应和恢复能力，可以评估航电系统的可靠性和鲁棒性。
4. 结果分析和验证在完成航电系统仿真测试后，需要对仿真结果进行分析和验证。
航空航天工程师在航空航天系统设计中的系统模型建立与系统仿真分析方法
航空航天工程师在航空航天系统设计中的系统模型建立与系统仿真分析方法航空航天工程师在航空航天系统设计中的系统模型建立与系统仿真分析方法一直是一个关键的研究领域。
系统模型建立和仿真分析是航空航天系统设计中至关重要的步骤，它们可以帮助工程师在设计过程中评估系统的性能、验证设计方案的可行性，并优化设计以满足需求。
本文将介绍一些常用的系统模型建立与系统仿真分析方法。
一、系统模型建立方法1. 静态模型建立方法静态模型建立是描述系统状态和特性的基本方法之一。
在航空航天系统设计中，静态模型可以用于描述系统的几何结构、重力、负载和耐力等基本特性。
常用的静态模型建立方法包括数学建模、物理建模和几何建模。
数学建模是使用数学方程和模型来描述系统行为的方法。
航空航天工程师可以利用数学公式和参数进行建模，通过求解方程组来估算设计方案在不同条件下的响应。
物理建模是基于物理原理和规律来建立系统模型的方法。
例如，通过牛顿运动定律来描述飞行器的运动特性，通过热传导方程来分析航空引擎的热管理。
几何建模是基于几何形状和结构来建立模型的方法。
航空航天系统的结构和外形特征对系统性能和气动特性有很大影响，因此几何建模是不可或缺的一种模型建立方法。
2. 动态模型建立方法动态模型建立是描述系统动态响应和行为的方法。
在航空航天系统设计中，动态模型可以用于描述系统的运动特性、振动特性和控制系统响应等。
常用的动态模型建立方法包括传递函数建模、状态空间建模和时域仿真建模。
传递函数建模是一种常见的动态模型建立方法，它基于系统输入输出之间的关系建立传递函数模型。
通过分析系统的传递函数，航空航天工程师可以评估系统的稳定性、频率响应和阻尼特性等。
状态空间建模是一种描述系统状态演化的方法。
它基于系统的状态变量和状态方程来建立系统的动态模型。
状态空间模型可以提供更多关于系统内部状态和响应的信息，对于系统控制和优化具有重要意义。
时域仿真建模是一种基于数值计算的模型建立方法。
空中目标运动轨迹数学模型及仿真研究
1.2.1 水平圆弧航路运动模型
y
A
B
o
图1 直线航路垂直面投影
C
D P
A
B
x
o
x
图2 圆弧航路水平面投影
A
P
C
R
B
o
x
图3 垂直圆弧航路垂直投影
收稿日期:2020-09-09 作者简介:雷建杰(1993 —),男,湖北孝感人,硕士研究生,研究方向:指挥控制系统。
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文章编号:1007-9416(2020)11-0075-04
0 引言
利用计算机及其相关技术构建空中目标运动轨迹数 学模型的仿真平台,对于涉及火控仿真、导弹飞行、效能评 估等科研项目,亦或是对于高效地开发、研制和评估指挥 控制系统起到十分重要的作用[1]。按照用户需求生成多方 向、多批次、多层次空中目标进袭的空情是仿真平台的一 个关键技术, 然而逼真的空情态势是一个十分复杂的问 题,为降低相应的难度,将多目标的航迹生成转化为单目 标的航迹生成,将单目标复杂运动分为一些典型的轨迹方 程,然后在不同典型轨迹基础上进行组合,以形成较为复 杂的目标运动方式,进而满足仿真平台的需求[2]。
y
z
1.1 直线航路运动模型
飞机攻击目标常用直线航路,而水平攻击也是飞机攻
击地面目标、投放炸弹和发射空地导弹常用的作战手段,
空间直线航路的轨迹是一条直线,允许多次变速飞行,可
采用分段描述相应的全航迹运动方程[4]。
假定飞机在初始点A,如图1所示,其坐标为 ( xA , yA , zA ) , 速度为 vA ,加速度为 aA ,由A点运动到B点的时间为 tA , 相应的俯冲角为 ,故航迹AB段的运动方程为:
基于虚拟现实的航空仿真系统设计与实现
基于虚拟现实的航空仿真系统设计与实现概述随着科技的进步，虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术迅速发展并广泛应用于各个领域。
其中，虚拟现实在航空仿真系统设计与实现方面扮演着重要角色。
本文将介绍基于虚拟现实的航空仿真系统的设计与实现，并探讨其在飞行培训、飞行模拟等方面的应用。
1. 虚拟现实技术的基本概念虚拟现实技术是一种通过计算机生成的仿真环境，能够模拟真实世界或虚构世界，让用户通过多感官的交互，沉浸在一个与现实世界完全不同的虚拟空间中。
虚拟现实技术通常包括3D图像生成、多通道感知技术和交互设备等核心组成部分。
2. 基于虚拟现实的航空仿真系统的设计与实现2.1. 硬件设备搭建基于虚拟现实的航空仿真系统的设计，首先需要搭建相应的硬件设备。
这包括一个高性能的计算机、虚拟现实头显设备、触觉反馈设备以及其他的交互设备。
同时，还需要一个专门设计的飞行模拟座舱，以提供更真实的体验感。
2.2. 软件系统开发在硬件设备搭建完成后，需要进行软件系统的开发。
这包括航空模型的建立、飞行动力学模型的开发、场景生成与渲染、用户交互界面开发等。
通过这些软件模块的开发与集成，可以实现基于虚拟现实的航空仿真系统的完整功能。
2.3. 数据集成与处理虚拟现实的航空仿真系统需要集成大量的数据，如地形数据、天气数据、飞行器模型数据和飞行器性能数据等。
这些数据需要经过预处理和集成处理，以便在整个仿真系统中实现高质量的图像渲染和真实感触感。
3. 基于虚拟现实的航空仿真系统在飞行培训中的应用虚拟现实的航空仿真系统在飞行培训中具有重要意义。
通过虚拟现实技术，飞行学员可以在安全的环境下进行训练，模拟各种飞行场景和紧急情况。
这不仅可以提高飞行员的反应能力和应对危险情况的能力，还可以节约大量的时间和资源。
4. 基于虚拟现实的航空仿真系统在飞行模拟中的应用虚拟现实的航空仿真系统在飞行模拟中也具有广泛的应用。
通过虚拟现实技术，飞行员可以进行复杂的飞行任务和飞行器操作的训练，如起飞、降落、空中操纵等。
单模型机动目标跟踪算法仿真
0
0
1
x(t)
+
0
w(t)
x(t) 0 0 0 x(t ) 1
法模来 运优型用后化从相的计以关跟算上模。踪方型但效可。是果看当将出目会，标不CV发太和生理机想CA，动都，因适其此用加就于速要线度求性立矢模足量型于有，目了为标改目的变标，机跟运动踪用情此算况
3 具体实现
CA( 匀加速 ) 模型。取状态变量： X=[X.X Y.Y:X:Y]T
2 模型算法
考虑随机干扰情况。当目标无机动，即目标作匀速或匀加速直线 运动时，可分别采用常速 CV 模型或三阶常加速 C0
1 0
x(t) x(t)
+
0 1
w(t
)
CA 模型表示：
x(t) 0 1 0 x(t) 0
= x(t )
状态方程： X(k+1)=ΦX(k)
观测方程： Z(k)=HX(k)+V(k)
其中：
Z= V=
对预状测态：目标位置和速度的最佳滤波和最佳预测如下：
(k/k-1)=Φ (k-1/k-1) 预测误差协方差：
图 1 目标速度变化情况
图 2 目标加速度变化情况 由上图可知，对于位置和速度两个指标来说，有无杂波基本上不 会受到影响，在图 2 中可以看出，在 50 点和 100 点处，由于加速度发 生跳变，目标跟踪丢失，误差比较大，但是经过一段时间迭代，又重 新收敛。 图 2 显示了 CA 模型的速度估计与速度的标准差，由图可知该算 法在滤波开始时需要一定的收敛过程存在比较大的误差，并且在加速 度突变时，也是存在一个收敛的过程，这与实际是相符合的。综上可知， CA 模型在加速度跳变的时刻存在一个收敛的过程，当达到收敛时其 在加速段的跟踪效果比在匀速段跟踪的效果要好。
单模型机动目标跟踪算法的仿真研究
单模型机动目标跟踪算法的仿真研究摘要：分析研究了用CV模型，CA模型，Singer模型对单机动目标进行跟踪算法的matlab仿真。
比较了各模型的滤波性能，得出了一些有意义的结论。
关键词：目标跟踪；卡尔曼滤波；CV模型；CA模型；Singer模型；一．问题描述本文研究的实例是一个二维平面的雷达这个问题属于单目标跟踪问题，一般来说，如果目标做匀速直线运动时，跟踪问题十分容易；但当目标做机动时，由于无法准确预知目标下一时刻的运动状态，使得跟踪变得很困难。
这就需要发展合适的目标运动模型，现在的各种模型大致分为单模型和多模型方法，由于多模型较为复杂，这里我们仅对单模型方法进行讨论。
常用的单模型有匀速模型（CV）、匀加速模型（CA）、Signer模型。
现实世界中的大部分运动目标都存在各种机动，目标做匀速直线飞行的概率很小，采用CV模型一般是不可取的，只有当目标做匀速直线飞行或者近似匀速直线飞行时才能取得很好的效果。
机动强度不大时，可以采用CA模型或者Singer模型雷达对目标的量测并不真实准确，而是存在一定的随机噪声干扰，一般假设噪声符合高斯分布。
由于量测数据大多含有噪声和杂波，为了提高目标状态(位置、速度等)估计精度，通常要对量测数据进行预处理以提高数据的准确度和精度。
情景想定假定有一二座标雷达对一平面上运动的目标进行观测，目标在0-400秒沿轴作恒速直线运动，运动速度为15米/秒，目标的起始点为(-10000米,2000米)，在=ty=t400-600秒向x轴方向做的慢转弯，加速度为ax=-0.075米/秒，ay=0.075米/秒，完成慢转弯。
雷达扫描周期02=T2秒，和独立地进行观测，观测噪声的标准差均为100米。
试建立雷达对目标的跟踪算法，并进行仿真分析，给出仿真分析结果。
二．模型建立1.考虑随机干扰情况。
当目标无机动，即目标作匀速或匀加速直线运动时，可分别采用常速CV模型或三阶常加速CA模型。
其CV模型可以表示为：其CA模型可以表示为：式中...,,xxx分别为运动目标的位置、速度和加速度分量，w(t)是均值为零，方差为2σ的高斯白噪声。
基于改进粒子群算法的单预警机动态航迹规划
基于改进粒子群算法的单预警机动态航迹规划
王国师;李强;吴长飞;吴逸
【期刊名称】《火力与指挥控制》
【年(卷),期】2012(037)006
【摘要】现代战争的战场环境复杂多变,要求预警机必须在执行任务过程中根据临时获取的战场信息进行实时动态航迹规划,因此动态航迹规划具有更强的实战意义.基于此,首先分析了预警机航迹规划与目前研究的飞行器航迹规划的不同,指出目前研究的静态航迹规划方法不能满足动态规划的实时性要求；其次,对影响预警机动态航迹规划的主要因素进行数学建模后得出代价函数;然后,基于改进粒子群优化算法对其进行动态航迹寻优；最后,通过matlab仿真证明了设计的方法能够自动进行动态航迹规划和评价选优,同时能够满足实时性要求.
【总页数】6页(P25-30)
【作者】王国师;李强;吴长飞;吴逸
【作者单位】空军雷达学院,武汉 430019;空军雷达学院,武汉 430019;空军雷达学院,武汉 430019;空军雷达学院,武汉 430019
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
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单预警机静态航迹规划建模与仿真
作者：王国师， 李强， 杨征， 吴长飞， WANG Guo-shi， LI Qiang， YANG Zheng,， WU Chang-fei
作者单位：王国师,WANG Guo-shi(空军雷达学院研究生管理大队,湖北武汉,430019)， 李强,吴长飞,LI Qiang,WU Chang-fei(空军雷达学院预警监视情报系,湖北武汉,430019)， 杨征,YANG Zheng,(国防科技大学信息系统与管理学院
,湖南长沙,410073)
刊名：
工程设计学报
英文刊名：Journal of Engineering Design
年，卷(期)：2011,18(4)
1.郦能敬预警机系统导论 1998
2.PENG Jian-liang.ZHU Fan.SUN Xiu-xia On route-planning of UAV based on discrete PSO and voronoi diagram 2007
3.XU Zheng-jun.TANG Shuo UAV path planning based on adaptive genetic algorithm[期刊论文]-Journal of System Simulation 2008(19)
4.KEVIN P BOLLINO.RYAN L Lewis Collision-free multi-UAV optimal path planning and cooperative control for tactical applications 2008
5.张忠峰.高云峰基于粒子群优化的高超声速飞行器航迹规划[期刊论文]-系统仿真学报 2009(08)
6.刘娟.赵新.霄永林基于指数法的导弹航迹规划空间威胁建模研究[期刊论文]-系统仿真学报 2009(17)
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12.王维平.刘娟无人飞行器航迹规划方法综述[期刊论文]-飞行力学 2010(02)
本文链接：/Periodical_gcsj201104009.aspx。