基于立式转台的导弹控制系统全射向半实物仿真技术研究
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2019 年第 1 期 总第 366 期
文章编号：1004-7182(2019)01-0080-04
导弹与航天运载技术 MISSILES AND SPACE VEHICLES
DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20190117
No.1 2019 Sum No.366
基于立式转台的导弹控制系统 全射向半实物仿真技术研究
收稿日期：2017-12-16；修回日期：2018-03-20
第1期
涂海峰等 基于立式转台的导弹控制系统全射向半实物仿真技术研究
81
但不能充分利用已有转台。本文选用立式三轴转台， 其外轴为偏航轴可以在仿真前选择任意发射方位角； 对于姿态角转序不一致问题，本文推导了“321”转序 下的弹体运动学到立式转台“231”模式下的角运动之 间的传递模型，并通过某导弹半实物仿真验证了模型 的正确性，实现了立式转台开展弹道导弹全射向仿真 可能。
涂海峰，阳丰俊，李 浩
（中国运载火箭技术研究院，北京，100076）
摘要：转台具有模拟弹体姿态运动的功能，在导弹控制系统半实物仿真试验中转台是不可缺少的部件。按机械结构可将
转台分为立式转台和卧式转台，其对应的欧拉角转序不同。弹道导弹通常在发射坐标系下解算，其姿态欧拉角转序一般为
“321”，通常采用卧式转台进行半实物仿真，然而卧式转台不能满足全射向发射的仿真需求。为此通过推导“321”和“231”
导弹半实物仿真试验通常需要引入仿真回路的弹 载硬件包括弹载计算机、惯组、伺服舵机。由于惯组 的引入，需要通过转台来提供弹体姿态的模拟。目前，
通常用于控制系统半实物仿真的转台主要包括三轴卧 式转台和三轴立式转台。由于机械机构的限制，卧式 和立式转台所提供的姿态角参考分别为按照“321”转 序和“231”转序旋转得到。a）对于以在射面内飞行 为主的弹道式导弹而言，从发射惯性系到弹体坐标系 的转换顺序为“321”。由于三轴卧式转台的姿态角转 序与发射惯性系到弹体坐标系顺序一致，通常采用卧 式转台完成半实物仿真，然而卧式转台建设完成之后 发射方位角是固定的，不能适应任意发射方位角的仿 真。b）选用四轴或五轴转台，虽然极大增加了成本，
转序姿态角之间的转换关系，采用立式转台实现弹道导弹全射向半实物仿真。并以某导弹控制系统半实物仿真为例验证了该
技术的正确性和有效性。实现了立式转台能力拓展。
关键词：立式转台；全射向；发射惯性系；半实物仿真
中图分类号：V249.4
文献标识码：A
The Whole Direction of Shooting for Missile Control System Semi-physical Simulation Based on Vertical Turntable
Key words: vertical turntable; whole direction of shooting; launch inertial system; semi-physical simulation
0Βιβλιοθήκη Baidu言
半实物仿真又称硬件回路仿真，是工程领域内一 种应用较为广泛的仿真技术，是在计算机仿真回路中 接入一些实物进行试验，因而更接近实际情况。这种 仿真试验将对象实体的动态特性通过建立数学模型、 编程，在计算机上运行，这是导弹控制和制导系统设 计验证过程中必须进行的仿真试验[1~3]。
Tu Hai-feng, Yang Feng-jun, Li Hao
(China Academy of Launch Vehicle Technology, Beijing, 100076）
Abstract: The turntable has the function of simulating the attitude motion of missile body. Therefore, the turntable is an indispensable component of the hardware in the loop simulation of missile control system. According to the mechanical structure, the turntable can be divided into vertical turntable and horizontal turntable, and the corresponding Euler angles are different. Usually the trajectory of the ballistic missile is calculated in the launching coordinate, the order of Euler angles is "321", usually adopting horizontal turntable for semi-physical simulation.However, the horizontal turntable can not meet the need of the whole direction of shooting for semi-physical simulation. Therefore, the relationship between the derivation of "321" and "231" to order the attitude angle will be established, the vertical turntable is adoptedinthe ballistic missile semi-physical simulation, and a missile control system semi-physical simulation as an example will be used to verify the correctness and effectiveness of the technology. The ability development of vertical turntable has been realized.
文章编号：1004-7182(2019)01-0080-04
导弹与航天运载技术 MISSILES AND SPACE VEHICLES
DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20190117
No.1 2019 Sum No.366
基于立式转台的导弹控制系统 全射向半实物仿真技术研究
收稿日期：2017-12-16；修回日期：2018-03-20
第1期
涂海峰等 基于立式转台的导弹控制系统全射向半实物仿真技术研究
81
但不能充分利用已有转台。本文选用立式三轴转台， 其外轴为偏航轴可以在仿真前选择任意发射方位角； 对于姿态角转序不一致问题，本文推导了“321”转序 下的弹体运动学到立式转台“231”模式下的角运动之 间的传递模型，并通过某导弹半实物仿真验证了模型 的正确性，实现了立式转台开展弹道导弹全射向仿真 可能。
涂海峰，阳丰俊，李 浩
（中国运载火箭技术研究院，北京，100076）
摘要：转台具有模拟弹体姿态运动的功能，在导弹控制系统半实物仿真试验中转台是不可缺少的部件。按机械结构可将
转台分为立式转台和卧式转台，其对应的欧拉角转序不同。弹道导弹通常在发射坐标系下解算，其姿态欧拉角转序一般为
“321”，通常采用卧式转台进行半实物仿真，然而卧式转台不能满足全射向发射的仿真需求。为此通过推导“321”和“231”
导弹半实物仿真试验通常需要引入仿真回路的弹 载硬件包括弹载计算机、惯组、伺服舵机。由于惯组 的引入，需要通过转台来提供弹体姿态的模拟。目前，
通常用于控制系统半实物仿真的转台主要包括三轴卧 式转台和三轴立式转台。由于机械机构的限制，卧式 和立式转台所提供的姿态角参考分别为按照“321”转 序和“231”转序旋转得到。a）对于以在射面内飞行 为主的弹道式导弹而言，从发射惯性系到弹体坐标系 的转换顺序为“321”。由于三轴卧式转台的姿态角转 序与发射惯性系到弹体坐标系顺序一致，通常采用卧 式转台完成半实物仿真，然而卧式转台建设完成之后 发射方位角是固定的，不能适应任意发射方位角的仿 真。b）选用四轴或五轴转台，虽然极大增加了成本，
转序姿态角之间的转换关系，采用立式转台实现弹道导弹全射向半实物仿真。并以某导弹控制系统半实物仿真为例验证了该
技术的正确性和有效性。实现了立式转台能力拓展。
关键词：立式转台；全射向；发射惯性系；半实物仿真
中图分类号：V249.4
文献标识码：A
The Whole Direction of Shooting for Missile Control System Semi-physical Simulation Based on Vertical Turntable
Key words: vertical turntable; whole direction of shooting; launch inertial system; semi-physical simulation
0Βιβλιοθήκη Baidu言
半实物仿真又称硬件回路仿真，是工程领域内一 种应用较为广泛的仿真技术，是在计算机仿真回路中 接入一些实物进行试验，因而更接近实际情况。这种 仿真试验将对象实体的动态特性通过建立数学模型、 编程，在计算机上运行，这是导弹控制和制导系统设 计验证过程中必须进行的仿真试验[1~3]。
Tu Hai-feng, Yang Feng-jun, Li Hao
(China Academy of Launch Vehicle Technology, Beijing, 100076）
Abstract: The turntable has the function of simulating the attitude motion of missile body. Therefore, the turntable is an indispensable component of the hardware in the loop simulation of missile control system. According to the mechanical structure, the turntable can be divided into vertical turntable and horizontal turntable, and the corresponding Euler angles are different. Usually the trajectory of the ballistic missile is calculated in the launching coordinate, the order of Euler angles is "321", usually adopting horizontal turntable for semi-physical simulation.However, the horizontal turntable can not meet the need of the whole direction of shooting for semi-physical simulation. Therefore, the relationship between the derivation of "321" and "231" to order the attitude angle will be established, the vertical turntable is adoptedinthe ballistic missile semi-physical simulation, and a missile control system semi-physical simulation as an example will be used to verify the correctness and effectiveness of the technology. The ability development of vertical turntable has been realized.