四元数法在双翼无伞末敏弹仿真中的应用
无伞双翼末敏弹翼片安装角对其稳态扫描作战指标的影响
无伞双翼末敏弹翼片安装角对其稳态扫描作战指标的影响李群;张阳;雷永信;周思渊
【期刊名称】《弹道学报》
【年(卷),期】2016(028)003
【摘要】为认清无伞末敏弹翼片安装角对其稳态扫描作战指标,如扫描角、扫描速率、扫描范围等的影响,通过四元数方法,建立了无伞双翼末敏弹的运动方程,对其稳态扫描阶段进行了数值仿真与分析.结果表明:相比于传统的欧拉法,四元数方法可避免数值仿真的退化,优化稳态扫描仿真结果;末敏弹翼片的安装角对扫描角、扫描速率、扫描间距有着重要影响;随着安装角的增大,扫描角和扫描间距逐渐增大,当扫描角过大时,末敏弹将出现失稳现象.该文研究有助于认清末敏弹的稳态扫描原理,对今后的工程试验具有重要的指导意义.
【总页数】6页(P1-6)
【作者】李群;张阳;雷永信;周思渊
【作者单位】西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室,西安710049;陕西航天导航设备有限公司研发中心,陕西宝鸡721000;西安现代控制技术研究所,西安710065;西安现代控制技术研究所,西安710065
【正文语种】中文
【中图分类】TJ012.3
【相关文献】
1.双翼无伞末敏弹阻力系数试验及仿真 [J], 吕胜涛;郭锐;刘荣忠;马晓冬
2.质量分布特性对无伞末敏弹扫描特性的影响规律 [J], 舒敬荣;王代智;杨海波;常思江
3.四元数法在双翼无伞末敏弹仿真中的应用 [J], 胡志鹏;刘荣忠;郭锐;邱荷
4.无伞末敏弹稳定翼片流固耦合特性研究 [J], 吕胜涛;马晓冬;刘荣忠;郭锐
5.翼安装角对单翼末敏弹扫描特性的影响规律 [J], 舒敬荣;张婷;李红星
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基于四元数的飞行器姿态控制技术研究
基于四元数的飞行器姿态控制技术研究飞行器的姿态控制是飞行器设计中的重要部分之一。
姿态控制技术主要用于保持飞行器的运动稳定性，控制飞行器在空中的飞行姿态，包括方向、角速度、俯仰和滚转等。
传统的飞行器姿态控制方法主要是基于欧拉角理论。
尽管欧拉角理论可以解决大多数飞行器姿态控制问题，但是欧拉角理论存在一些问题，尤其是姿态失控问题。
为此，研究者提出了新的姿态控制理论，如四元数姿态控制技术，本文将围绕此展开讨论。
一、欧拉角理论存在的问题欧拉角姿态控制技术是飞行器最常用的姿态控制技术。
欧拉角是用来描述飞行器的空间位置变化的一种数学方法。
常用的欧拉角有仰角、俯角和滚角。
欧拉角与三个互相垂直的轴之间的旋转角度有关系。
但是，欧拉角的使用存在一些问题。
首先，欧拉角的参数是冗余的，因此容易出现分歧。
此外，欧拉角在大范围的姿态转换中存在奇异点问题，在这些奇异点处会发生欧拉角失控现象。
欧拉角失控现象发生时，飞行器的姿态控制变得异常困难。
二、四元数的基本概念四元数是一种数学工具，可以用来描述旋转问题。
四元数被广泛应用于空间姿态控制中。
四元数的数学定义如下：q = q0 + qi*I + qj*J + qk*K其中，q0、qi、qj、qk都是实数，I、J、K是满足如下条件的虚数：I² = J² = K² = IJK = -1q0 + qi*I + qj*J + qk*K 称为四元数的向量部分 (vector part) ，q0 称为四元数的标量部分 (scalar part) 。
三、四元数表示器旋转四元数的旋转定义如下：qs = cos(θ/2)qv = sin(θ/2) * (ix + jy + kz)其中，qs 是标量部分，qv 是向量部分，θ 是旋转角度，i、j、k是单位向量。
四元数的旋转表示可以用来描述飞行器的空间位置变化问题。
四、四元数的运算四元数的运算包括加法、减法、乘法和除法。
四元数加法：一个四元数的加法是指对应位置之和。
基于四元数方法的光学系统可视化建模与仿真
基于四元数方法的光学系统可视化建模与仿真
宋文超;贾建援;王迎昆;陈贵敏
【期刊名称】《应用光学》
【年(卷),期】2007(28)2
【摘要】以四元数方法在光线传输计算中的应用为理论基础,推导出一套基于四元数方法的光线传输运算公式,采用Visual C++ 和OpenGL建立一个光学系统可视化仿真平台,用于振动环境下光学系统的辅助分析.给出光线追迹运算流程与图形可视化实现关键技术,并对仿真平台的整体结构与功能进行了介绍.通过对某光学系统的仿真分析,成功仿真出图像经过光学系统产生的枕形畸变,证明四元数方法在光线传输运算中的正确性与可行性,为复杂光学系统的空间光线传输计算提供了另一种方法.
【总页数】4页(P173-176)
【作者】宋文超;贾建援;王迎昆;陈贵敏
【作者单位】西安电子科技大学,机电工程学院,西安,710071;西安电子科技大学,机电工程学院,西安,710071;西安电子科技大学,机电工程学院,西安,710071;西安电子科技大学,机电工程学院,西安,710071
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.一种基于仿真的装备模型可视化建模方法研究 [J], 陈鼎才;王敏
2.应用四元数方法对光存储光学系统的建模 [J], 闫霜;程雪岷;马建设;潘龙法
3.复杂系统实时仿真的可视化建模方法研究 [J], 李艳红;唐成师;赵吕懿;胡启鹏;柴娟芳;姚新宇
4.复杂系统实时仿真的可视化建模方法研究 [J], 李艳红;唐成师;赵吕懿;胡启鹏;柴娟芳;姚新宇
5.FMS可视化建模、仿真和验证的集成设计方法 [J], 徐刚;吴智铭
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基于四元数的弹道目标微多普勒仿真
基于四元数的弹道目标微多普勒仿真
孙永健;程臻;付莹
【期刊名称】《电光与控制》
【年(卷),期】2013(020)011
【摘要】微动建模是研究弹道目标微多普勒特征的关键和基础.目前基于Euler角、Euler-Rodrigue公式和齐次坐标的建模方法存在“万向节死锁”、奇异、计算复
杂等问题.四元数方法采用4个参数代替矩阵方法的9个参数,能够直观表示三维空间内任意旋转,并克服现有方法的缺陷.经过推导,给出了基于四元数的弹道目标进动和摆动微多普勒数学模型表达式.由于减少了矩阵运算,使得目标微多普勒频率的计
算更加简单.仿真结果表明,基于四元数旋转的微动建模方法是合理的,为弹道目标的微多普勒特征提取和识别提供了科学依据.
【总页数】5页(P65-69)
【作者】孙永健;程臻;付莹
【作者单位】北京无线电测量研究所,北京100854;空军预警学院,武汉430019;中
国航天科工集团第二研究院,北京100854;空军预警学院,武汉430019
【正文语种】中文
【中图分类】V271.4;TN959.1
【相关文献】
1.基于时间分段数据的弹道目标微多普勒时频分析方法 [J], 秦晓东;张仕元;喻荣梅;
2.基于时间分段数据的弹道目标微多普勒时频分析方法 [J], 秦晓东;张仕元;喻荣梅
3.弹道目标微多普勒特性基于逆Radon变换的稀疏表示 [J], 王雨千;周峰;王世强
4.基于微多普勒信息的弹道目标成像 [J], 夏鹏;田西兰
5.基于多站微多普勒融合的弹道目标特征提取 [J], 李靖卿;冯存前;龙戈农;王义哲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于四元数法飞行运动方程的逆向仿真算法
性验证技术一直是仿真领域的难点 。逆 向仿真算法是众多验证技术 中的一种 ］一般作为传统仿 真方法 ， 的补充算法 ， 可以计算 已知输出信号的控制行为 ， 亦可以将典型的过程信号进行逆 向处理从而计算出要达到
特定 响应 的输 入量 和 在该输人 量作 用下 的输 出 。 本 文使用 逆 向仿 真算 法验 证 了飞行运 动仿 真 中飞行 轨迹 的真实 性 问题 ， 据 已知 的输 出信 号来 确 定 产 根
机 的运 动方 程 。 １ １ 四元数 方程 的建 立和主 要参数 的确 定 ．
在 机体 坐标 系 中建 立 的 四元数 描述 的飞 机运 动方程 如下
＝ 一ｑ ＋
ｍ
一
：
（ ＋ ）＋ （ １３ 。２ ｇ Ｆｒ ２ ｑｇ 一ｇｇ ） ＋ （ ２３ ｇｇ ） ２ ｑｇ 一 。 １ｇ （） １
Ｊｎ ２ １ ｕ ．０ ０
基 于 四元 数 法 飞 行运 动方 程 的逆 向， 胡孟 权 ， 郭 辉 ， 柴 世 杰
（ 空军工程大学 工程学 院 ，陕西 西安 ７０ ３ ） １０ ８
摘 要 ： 向仿 真算 法对 于 已知 飞行 状 态 的验 证具 有 重要 的 意义 。为 了避 免奇 异 性 ， 逆 采用 四元
数法构建 了飞机的六 自由度运动方程 ， 并进行 了四元数方程的仿真分析； 介绍 了逆 向仿真算法 的思路 ， 讨论 了仿 真 中关键参 数 的确 定 方 法 ； 对根 据 三 自由度 方 程建 立 的飞机 规 避 导 弹 时的 飞
行 轨迹进 行逆 向反 推 ， 出 了产 生 此轨 迹 需要 的输入 变量 的 变化 过 程 ， 得 将得 出 的输入 变量作 用 于 基于 四元 数法 的六 自由度运 动 方程 中 ， 获得 其逆 向仿 真轨迹 。通 过对逆 向仿 真轨 迹和 原 轨迹
基于四元数法的火炮半直瞄操瞄模型应用的研究
基于四元数法的火炮半直瞄操瞄模型应用的研究李永成;张云龙【摘要】针对无调平火炮系统半直瞄操瞄时的姿态耦合问题,通过四元数法计算其耦合修正量,补偿炮塔倾斜状态对火炮方位角和射角的影响,以提高火炮首发命中率.工程实践证明该方法有效.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2017(030)001【总页数】3页(P14-16)【关键词】火炮;四无数法;耦合【作者】李永成;张云龙【作者单位】四川省绵阳西南自动化研究所,四川绵阳621000;四川省绵阳西南自动化研究所,四川绵阳621000【正文语种】中文【中图分类】TP391.9针对某车载火炮系统，火炮上装配有激光瞄准镜、方位角传感器、高低角传感器和姿态传感器等设备。
系统半直瞄射击时，首先通过与身管平行的激光瞄准镜对可视目标瞄准测距，然后计算射击诸元并调炮瞄准和射击。
通过系统的匹配使用，使火炮具备了单炮独立作战能力，能对近10km半径范围内的通视目标进行快速精确的瞄准射击，大幅提高系统在复杂地形环境条件下的应急作战能力。
由于系统承载车体无调平能力，在实际使用中车体存在一定倾斜角，导致炮塔方位角、耳轴高低角与火炮身管大地水平面上的投影方位角和射角存在耦合关系，极限情况下身管空间投影引起的方位误差将达到10°以上，如不进行姿态解耦修正控制，不仅无法精确命中目标，还可能存在较大的射击安全隐患。
本文通过对半直瞄操瞄模型进行分析，采用四元数法计算射击诸元修正参数，以补偿车体姿态引起身管投影对火炮方位角和射角的影响，提高火炮首发命中率。
如图1所示建立火炮的空间几何模型。
坐标系O-XYZ为大地参考坐标系，各坐标轴方向定义满足右手定则，其中Y轴表示身管的参考基准方向，Z轴指向天，X轴垂直于YOZ平面。
平面AOX表示火炮炮塔座圈平面，设炮塔座圈平面AOX与水平面XOY相交于X轴，两个平面的夹角∠BOA为。
显然，这里大地参考坐标系OXYZ不是以大地北向为方位基准，而是以炮塔最大倾斜角位置处（即Y轴）为方位基准。
双翼无伞末敏弹阻力系数试验及仿真
『 ８ ］ Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ ， Ｉ ｎ ｃ ．Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ Ｕ ｓ ｅ ｒ ’ Ｓ Ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ ｆ ｏ ｒ Ｒ ｅ ｌ ｅ ａ ｓ ｅ １ ２ ．
［ ７ ］ 胡 志鹏 ， 刘荣忠 ， 郭锐 ，等．基 于弹丸 图像 的末敏 弹阻
［ Ｒ］ ．２ ０ ０ ８ ．
力系数计算方法 ［ Ｊ ］ ．探测与控制学报 ， ２ ０ １ ２ ， ３ ４ （ ３ ） ：
８— １ ３ ．
［ ２ ］ Ｂ ａ ｒ ｉ ｓ Ｆ ｉ ｄ ａ ｎ ，Ｍａ ｊ Ｍｉ ｒ ｍｉ ｒ ａ ｎ ｉ ， Ｐ ｅ ｔ ｏ ｒ ｓ Ａ Ｉ ｏ ａ ｎ ｎ ｏ ｕ ．Ｆ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｄ ｙ —
相 同。
３ ． ３ 弯折 比对 阻力 系数 的影 响分 析
４ 结论
对 双翼 无伞 末 敏 弹 进 行 自由飞行 试 验 以及 数 值 仿 真分 析 ， 研 究 了无伞 末敏 弹阻 力 系数 随 尾翼 结 构参
数 的变化 趋 势 ， 得 到 以下结 论 ：
１ ） 末 敏 弹阻力 系数 随 弯 折 角 Ｏ Ｌ 和 Ｏ ／ ： ： 的增 大 呈 准线 性递 减趋 势 ， 在 Ｏ Ｌ 和 ： 较小时 ， 阻力 系数 随 二
所示。
图１ ０ Ｓ — Ｓ型 末 敏 弹 阻力 系数 随长 宽 比 变化 趋 势
可见 ， 两 Ｓ型 翼长 宽 比对阻 力 系数 的影 响 差别 很
大， 较 大翼 长 宽 比 曲线 较 为 平 缓 ， 最 大 值 与 最 小 值 之
基于四元数法变换的末敏弹扫描运动研究
ｎｏ ｉ ｎ．Ｔｈ ｏ ｔ ａ ｔ ｅｓｍｕ ａ ｉ ｎ ｗａ ｏ ｅｉ ｒ ｅ ｏ ｖ ｌ ａ ｅ ｔ ｅｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓａ ｄ ａ ｖ ｎ ａ ｅｏ ｅ ｅ ｉ — ｅ ｃ ｎ ｒ ｓ ｉ ｉ ｌｔ ｓｄ ｎ ｏ ｄ ｒ ａｉ ｔ ｈ ｏ ｒ ｃｎ ｓ ｎ ｄ ａ ｔ ｇ ｆｄ ｓ ｒｂ ｖ ｏ ｎ ｔ ｄ ｉ ｇ ｔ ｅ ｒ ｖ ｌ ｉ ｇ ｍｏ ｉｎ ｏ ｅ ｍ ｉ ａ ｓ ｎ ｉ ｇ ａ ｍｕ ｉ ｏ ．Ｔｈ ｉ ｕａ ｅ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｗｅｃ ｎ ｇ ｔ ｎ ｈ ｅ ｏ ｖ ｎ ｔ ｆ ｔ ｒ ｎ ｌ ｅ ｓｎ ｍ ｏ ｎｔ ｎ ｉ ｅｓ ｍ ｌｔ ｄ ｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ａ ａ ｅ
用 四元 数表 示末 敏 子 弹弹体 的欧 拉角 和 欧拉方 程 ， 末 敏 子 弹 的运 动 学方 程 组进 行 了变 换。 为 了 对 验证 四元 数 变换 模 型 的正确 性和 在描 述末 敏 弹稳 态 扫描 运 动 时 的优 点， 欧拉 方 程 组模 型与 四元 用 数 变换 模 型进行 了对 比仿 真 。仿真 结 果表 明， 于 四元 数 法 变换 的弹道 模 型 能够 正确 反 映末 敏 弹 基 稳 态扫 描 的物理 规律 ， 以很 好地 形 成所 需扫 描轨 迹 ， 计 算 中不会 出现 奇 点， 可 在 比欧 拉方 程 模 型 更 适 于描 述末 敏 弹扫描 的大幅度 不确 定 姿 态运 动。 关 键词 ：基础 力 学 ；弹道 ； 敏 子 弹 ；奇 点 四元 数 ；稳 态扫描 末
１ １ ２ ２． １０ ４； （ 炮兵学院 南京分院，江苏 南京 ２ １ ３ ； 南京理 工大 学 动力工 程学院 ，江苏 南京 ２ ０ ９ １．
３
南京工程学院 材料工程 学院，江苏 南京 ２ １ ６ ） １ １７
基于四元数的船舶运动姿态仿真研究
基于四元数的船舶运动姿态仿真研究
谢荣;鲁海燕
【期刊名称】《中国造船》
【年(卷),期】2011(052)004
【摘要】在开发船舶三维运动仿真系统或处理三维运动试验数据时,经常需要操纵物体旋转或对运动姿态数据进行插值计算,如果采用基于欧拉角方法对运动物体进行旋转操纵或插值,会出现明显的错误.因此提出在仿真系统中利用四元数来表示运动物体的姿态,并基于四元数对运动姿态序列进行球面插值,同时提出了依据插值节点信息实现±π全角度的欧拉角转换方法,由此在船舶仿真中实现了船舶姿态变化光滑连续的合理效果.
【总页数】6页(P147-152)
【作者】谢荣;鲁海燕
【作者单位】江苏海事职业技术学院船舶工程系,南京211170;江南大学理学院,无锡214122
【正文语种】中文
【中图分类】U662.3
【相关文献】
1.基于四元数的刚体姿态运动的可视化仿真研究 [J], 贾意弦;马云建;牛云河;郭强
2.基于四元数的机械臂平滑姿态规划与仿真 [J], 孙斌;常晓明;段晋军
3.四元数在刚体姿态仿真中的应用研究 [J], 周江华;苗育红;李宏;孙国基
4.基于四元数的Stewart机构姿态奇异与姿态空间研究 [J], 李保坤;曹毅;张文祥;黄真
5.基于斜舵的船舶运动姿态控制研究 [J], 魏纳新;赵希人;顾民
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四元数法在双翼无伞末敏弹仿真中的应用
1
引言
末敏弹是由母弹携带至目标区域上空后抛洒， 通过稳态
过渡阶段， 子弹处于十分不稳定状态， 姿态角会在很大的范 围内变动， 传统飞行力学中， 飞行器相对于参考系的姿态通 过欧拉角来描述
［3 ］
扫描运动来自动探测、 识别并攻击目标的高效费比智能弹 药
［1 ］
， 用欧拉法建立能反映实际运动状态的运
［4 ］
Application of Quaternion Algorithm in Simulation of Terminal Sensitive Projectile
HU Zhi － peng， LIU Rong － zhong， GUO Rui， QIU He
（ Ministerial Key Laboratory of ZNDY，NUST， Nanjing 210094 ，China） ABSTRACT： Due to its advantages of describing non parachute terminal sensitive projectile （ TSP） ’ s attitude angle and position in a simple and direct way，Euler angle representation has been extensively applied to solve the differentiating equation of TSP’ s six － DOF motion． However，this representation is undefined for a pitch angle of ± 90 degree and will lead to the simulation cannot be done at those angles． An alternative to avoid such singularities is to apply the quaternion representation． Based on the quaternion representation， the stable scanning model was established， and the motion of stable scanning was numerically simulated． There is no divergence during the calculation process． The simulations show that the quaternion trajectory model can reflect the characteristics of stable scanning motion of TSP correctly and its improvement over Euler angle representation by achieving the satisfactory performances with arbitrary angles． The dynamic model is useful for the general design of large attitude maneuver of TSP． KEYWORDS： Quaternion； TSP； Stable scanning； Ballistic equations
基于四元数法的火炮半直瞄操瞄模型应用的研究
基于四元数法的火炮半直瞄操瞄模型应用的研究
李永成;张云龙
【期刊名称】《机电产品开发与创新》
【年(卷),期】2017(30)1
【摘要】针对无调平火炮系统半直瞄操瞄时的姿态耦合问题,通过四元数法计算其耦合修正量,补偿炮塔倾斜状态对火炮方位角和射角的影响,以提高火炮首发命中率.工程实践证明该方法有效.
【总页数】3页(P14-16)
【作者】李永成;张云龙
【作者单位】四川省绵阳西南自动化研究所,四川绵阳621000;四川省绵阳西南自动化研究所,四川绵阳621000
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于声学原理的直瞄火炮射击精度测量系统 [J], 吴自雷
2.自行火炮自动直瞄控制方法研究 [J], 张卫民;梁建奇;马红卫;王彤;武智晖
3.某全闭环操瞄系统的火炮身管指向控制研究 [J], 李伟;杨刚;陈腾飞;韩崇伟
4.自动直瞄方式在某型自行火炮上的应用研究 [J], 刘爱峰;秦鹏飞;邹定美;韩璇璇;付心钊
5.平均偏角对火炮远距离直瞄射击的影响 [J], 艾云平;许爱华;高欣宝;王亚彬
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分子模拟四元数
分子模拟四元数引言：分子模拟是一种重要的理论和计算方法，用于研究分子和宏观物质的性质和行为。
而四元数是一种扩展了复数的数学工具，具有广泛的应用。
本文将结合分子模拟和四元数的概念，介绍分子模拟中如何使用四元数进行计算和分析，以及四元数在分子模拟中的应用。
一、分子模拟简介分子模拟是通过计算机模拟分子的运动和相互作用来研究物质性质的方法。
它可以预测物质的结构、热力学性质和动力学行为，为实验提供理论指导。
分子模拟通常基于牛顿运动定律和量子力学原理，利用计算机算法对大量分子进行计算和模拟。
二、四元数简介四元数是一种扩展了复数的数学工具，它包含一个实部和三个虚部，可以表示三维空间中的旋转和变换。
四元数的基本运算包括加法、减法、乘法和求逆。
与复数类似，四元数也具有共轭和模的概念。
四元数的运算规则复杂，但具有较高的计算效率和表示能力。
三、四元数在分子模拟中的应用1. 分子构象描述：分子在空间中的构象可以用四元数表示。
通过四元数的旋转运算，可以方便地对分子进行旋转和变换，得到不同构象下的分子结构。
2. 分子动力学模拟：分子动力学模拟是分子模拟中常用的方法之一。
在分子动力学模拟中，通过数值积分牛顿运动方程，计算分子的位置和速度的变化。
而四元数作为描述分子构象的工具，可以方便地计算分子的旋转和变换。
3. 分子间相互作用：分子间相互作用是分子模拟中的重要问题之一。
四元数可以用来描述分子之间的相对方向和角度，通过计算四元数的乘积和共轭，可以得到分子间的相互作用能和力。
4. 分子模拟算法加速：四元数的计算效率较高，可以用来加速分子模拟算法。
例如，在计算分子的构象变化过程中，可以使用四元数的插值算法，减少计算量和存储空间。
四、分子模拟四元数的计算方法1. 四元数加法和减法：四元数的加法和减法与复数类似，分别对实部和虚部进行运算。
2. 四元数乘法：四元数的乘法是四元数计算中最重要的运算。
它包括实部的乘积、虚部的乘积以及虚部与实部的乘积。
用于大机动飞行仿真的四元数改进算法
用于大机动飞行仿真的四元数改进算法
左玲;张新国
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2006(18)11
【摘要】传统的四元数和欧拉角之间的转换只在[-90o,90o]之间取值,且仅是对体轴系下的姿态角进行处理,并没有考虑与航迹轴相关的航迹角的转换问题,这样在大机动飞行仿真中不仅会使飞机方程的解出现奇异,且不能正确表示飞机的姿态。
提出了一种新的改进算法,使用该算法,不仅能够实现全角度的四元数与欧拉角之间的转换,也对航迹角的解算进行了相应的处理,使仿真结果与姿态角和航迹角的定义及定义域吻合,能够正确描述飞机的飞行状态。
经过对多种大机动飞行动作的仿真,验证了本方法是正确、实用的。
【总页数】4页(P3018-3020)
【关键词】四元数;姿态角变换;大机动;飞行仿真
【作者】左玲;张新国
【作者单位】西北工业大学自动化学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于四元数法飞行运动方程的逆向仿真算法 [J], 薛源;徐浩军;胡孟权;郭辉;柴世杰
2.小型尾坐式飞行器大机动飞行姿态算法研究 [J], 武斌;陈鹏;胡永江;王长龙
3.用于微小型飞行器姿态估计的四元数扩展卡尔曼滤波算法 [J], 薛亮;苑伟政;常洪龙;秦伟;袁广民;姜澄宇
4.用于大机动飞行仿真的宽频带高速三轴转台 [J], 韩朔眺;王道波
5.大机动飞行仿真的一种改进算法 [J], 左玲
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一种新型末敏子弹姿态测量单元设计与仿真
一种新型末敏子弹姿态测量单元设计与仿真
韩广超;王锋;赵河明;彭志凌
【期刊名称】《弹箭与制导学报》
【年(卷),期】2017(37)6
【摘要】为了获取末敏子弹稳态扫描阶段的飞行姿态,根据无陀螺惯性测量单元(GF-IMU)测量原理,提出了一种十加速度计配置方案以及姿态解算算法。
通过弹体运动模型,对所设计的测量单元运用MATLAB进行了仿真分析。
仿真结果表明:在30 s内,质心线加速度可忽略不计,角速度随着时间增加,误差逐渐增加,但增加程度较小。
由于末敏子弹稳态扫描时间只有十几秒,因此该测量单元能较为准确获取末敏子弹稳态扫描过程的姿态数据。
【总页数】5页(P35-39)
【关键词】末敏子弹;无陀螺惯性测量单元;稳态扫描;姿态解算;加速度计
【作者】韩广超;王锋;赵河明;彭志凌
【作者单位】中北大学机电工程学院,太原030051
【正文语种】中文
【中图分类】TJ410.1;U666.12
【相关文献】
1.一种新型近零折射率超材料结构单元设计与仿真 [J], 郭亮
2.一种新型近零折射率超材料结构单元设计与仿真 [J], 郭亮;
3.一种探测末敏弹子弹扫描倾角和扫描转速的新型日光传感器 [J], 林祖森;颜景龙;
姚竹亭
4.末敏子弹组合体全姿态运动仿真 [J], 王海峰;贾波;王志成
5.末敏子弹组合体全姿态运动仿真 [J], 王海峰;贾波;王志成
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一种带副翼无伞末敏弹气动特性仿真分析
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ５ ８ ９ ２ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｄ ｊ ｚ ｄ ｘ ｂ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ４ ． ０ ２ ９
一
种 带 副 翼 无伞 末 敏 弹 气 动特 性 仿 真 分析
李 恒 ，郭 锐 ，刘荣忠
（ 南京理工 大学机械工程学院 ，南京 ２ １ ０ ０ ９ ４ ）
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双翼无伞末敏弹阻力系数试验及仿真
双翼无伞末敏弹阻力系数试验及仿真吕胜涛;郭锐;刘荣忠;马晓冬【摘要】为分析无伞末敏弹稳定翼片对弹体阻力系数的影响,设计了高塔试验对不同尾翼结构参数末敏弹进行研究.文中设计一种“S”型尾翼作为无伞末敏弹的减速装置,进行了不同翼片结构尺寸末敏弹的自由飞行试验,得到不同尾翼组合末敏弹的阻力系数,分析了尾翼结构参数对阻力系数的影响.并对试验用弹进行数值仿真分析,结果发现,试验值与仿真值吻合良好.【期刊名称】《弹箭与制导学报》【年(卷),期】2015(035)005【总页数】4页(P45-48)【关键词】无伞末敏弹;阻力系数;自由飞行试验;尾翼结构;数值仿真【作者】吕胜涛;郭锐;刘荣忠;马晓冬【作者单位】南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室,南京210094;南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室,南京210094;南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室,南京210094;南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室,南京210094【正文语种】中文【中图分类】TJ414.5作为无伞末敏弹的减速减旋装置，尾翼的结构参数对末敏弹系统气动特性的影响很大。
在对无伞末敏弹尾翼结构分析方面，Hank J M［1］，Baris Fidan［2］，NASA［3］均对单翼无伞末敏弹进行过相关的试验研究，First Austin Howard ［4］采用试验方法对弹丸阻力系数进行计算。
郭锐［5］通过高塔试验分析了不同尾翼结构末敏弹对实现稳态扫描的影响，胡志鹏［6-7］对平板尾翼和S-C型尾翼组合的末敏弹进行了相关的试验研究，并提出了一种基于高速录像拍摄的序列图像处理技术的末敏弹阻力系数计算方法。
文中就末敏弹尾翼阻力系数的基本影响因素包括尾翼弯折角、弯折比以及长宽比等进行试验研究，通过分析结果选择和确定最佳尾翼结构。
1.1 实验条件末敏弹自100 m高塔投放，地面设有监控站，高速摄像仪记录其运动过程，结合平行于塔壁悬挂有间隔距离以及距地面高度已知的标志物，用以计算末敏弹的阻力系数。
四元数在战斗机飞行仿真中的应用
四元数在战斗机飞行仿真中的应用
许佩珍;董长虹
【期刊名称】《北京航空航天大学学报》
【年(卷),期】1997(023)004
【摘要】阐述了在战斗机的飞行仿真中采用四元数的原因和四元数的几何意义，
并按照中国战斗机飞行仿真中采用的坐标系，介绍了三个问题，四元数运动学方程；四凶数与坐标变换矩阵的关系；用四元数表示的欧拉角；与此同时给出了一组数字仿真曲线，最后讨论了四元数法优于欧拉法之处。
【总页数】5页(P487-491)
【作者】许佩珍;董长虹
【作者单位】北京航空航天大学;北京航空航天大学
【正文语种】中文
【中图分类】V271.41
【相关文献】
1.基于四元数法的反辐射武器飞行仿真研究 [J], 申军岭;徐海;崔连虎
2.Vega和MFC的战斗机飞行仿真系统设计与实现 [J], 刘建方;郭雷;于勇
3.空情仿真中战斗机侧向战术机动飞行仿真 [J], 吴达;王润孝;孙逊;章卫国;谢一静
4.用于大机动飞行仿真的四元数改进算法 [J], 左玲;张新国
5.战斗机飞行仿真系统HLA互联系统 [J], 林新;宋焱;王行仁
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基于四元数法的固定翼微型飞行器姿态控制
基于四元数法的固定翼微型飞行器姿态控制张金学;掌明;李媛媛【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2012(20)7【摘要】由于无人驾驶飞行器更多的参与了单独的具有挑战性的任务,对其飞行时进行敏捷控制已经成为必须；当为飞行器设计控制器来执行某种飞行操作时,最关心问题之一就是选用哪一种姿态描述；四元数描述法具有较少的密集计算并且提供了奇异自由的解决方案以及具有特殊的属性,可以利用它设计简单的、通用的姿态控制器；文章的主要目的是描述一个基于四元数的姿态控制器的设计和实现；该控制器关注固定翼微型飞行器脱耦滚动控制和悬停到水平飞行模式的转换；仿真结果表明了基于四元数的控制方法所设计的控制器能够对飞行器进行有效性的控制并为其提供理想的飞行姿态.%As unmanned aerial vehicles become more involved in challenging mission objectives, the need for agility controlled flight becomes more of a necessity. One of the most recognizable issues when designing a attitude controller to perform flight maneuvers is the concern over which attitude descriptor to use. Quaternion descriptors are less computationally intensive, offer a singularity free solution and have special properties that can be exploited for the design of a simple generalized attitude controller. The main objective of this paper is to describe the design and implementation of a quaternion based attitude controller. The controller focuses on decoupled roll control and transifioning of hover to level flight modes of fixed — wing Micro AirVehicle. Simulation results show that the controller quaternion" based is able to control the aircraft effectively and provide the aircraft an ideal flying attitude.【总页数】4页(P1851-1854)【作者】张金学;掌明;李媛媛【作者单位】淮海工学院电子工程学院,江苏连云港 222005;淮海工学院电子工程学院,江苏连云港 222005;淮海工学院电子工程学院,江苏连云港 222005【正文语种】中文【中图分类】TP273【相关文献】1.增益自适应滑模控制器在微型飞行器飞行姿态控制中的应用 [J], 李迪;陈向坚;续志军2.基于模糊自适应的微型飞行器姿态控制 [J], 段洪君;史小平3.固定翼微型飞行器展弦比对气动特性的影响 [J], 王芳;余春锦4.扑翼微型飞行器非线性H∞姿态控制(英文) [J], 史小平;段洪君5.航天飞行器交会对接段的姿态控制四元数法 [J], 程国采因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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第３ ０ 卷 第１ 期
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ９ ３ ４ ８ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ １ — ０ ０ １ ４ 一 ｏ ４
计
算
机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
仿
真
２ ０ １ ３ 年１ 月
四元 数 法在 双 翼 无伞 末 敏 弹仿 真 中的应 用
胡 志鹏 ， 刘荣忠， 郭 锐， 邱 荷
（ 南 京理王大学智能弹药技术国防重点学科实验室 ， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ９ ４）
摘要 ： 传统无伞末敏弹六 自由度仿真多基于欧拉角方法求解运 动微 分方程 ， 上述方法 可以直观地得到无伞末 敏弹的位 置和
姿态角 ， 但在倾 角＋ ９ ０ 。 的情况下会产生奇异点 ， 使计算误差较大 ， 得不到 正确结果。为克服上述 不足 ， 采用 四元数表示 欧拉 角和欧拉方程 ， 建立双翼无伞末敏弹的稳态扫描运动数学模型 ， 并对稳态扫描运 动进行数值计算。仿真结果表 明， 基 于四元 数法 的弹道模型能够正确地反 映双翼型无伞末敏弹的稳 态扫描运动规律 ， 在计算 过程 中不会 因出现奇 异点 而发散 ， 并 可以
进行任意角度 的仿真。仿 真结果表 明， 采用的动力学模 型可以用于无伞末敏弹大幅度姿态运动 的总体设计等研 究中。
关键词 ： 四元数法 ； 末敏弹 ； 稳态扫描 ； 弹道方程 中图分类号 ： Ｔ Ｊ Ｏ １ １ 文献标识码 ： Ａ
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