高炮火控系统各子系统间信息传递的优化技术

论文摘要

本论文来源于火控系统总体工程实践,主要针对火控系统各子系统信息传递的优化问题,基于各子系统间信息传递必须平滑、及时和连续的准则,对各子系统间的信息传递问题,给出了不同的解决方法。所阐述的理论与技术是为近程防空反导领域中的速射小高炮的火控系统总体的论证、设计与试验提供理论与方法的支持。它属于该领域中的应用理论研究课题。首先,就二坐标目标指示与三坐标目标跟踪系统间的信息传递优化技术,基于目标的直线运动假定,给出了由目标指示雷达二坐标信息（方位角、距离）估计目标高度及其分布范围的方法;基于多目标高度初值的多滤波器运算,使目标指示装置在高低上的搜索范围逐渐收缩,为目标指示装置更快地捕捉到目标从而尽早进入目标跟踪状态提供了优化策略。其次,就激光测距与视频跟踪系统间信息传递优化技术,针对激光测距仪在目标跟踪时的漏测问题,在假定激光测距仪跟踪误差为白噪声的前提下,给出了激光测距仪连续漏测时间的概率分布规律,并以激光测距仪的最大允许连续漏测时间出现的概率为指标,给出了满足该指标的测距仪跟踪系统的PI控制器参数区域的求解方法,为火控系统解算和火炮跟踪及射击的连续性给出了控制策略。接着,就跟踪系统中人-机间信息传递优化技术,即火控系统的跟踪子系统中的人机协同问题,给出了操纵手的满意建模方法,并将实际中刻画操纵手操作平稳性的超差考核指标纳入到对操纵手的满意建模中,给出了由超差指标（平均超差度、平均超差频率）和稳态误差系数指标的考核值辨识操纵手模型参数的简易方法;并分别对离散和连续系统,给出了求解满足以上期望指标集的操纵手模型（参数）集的图解方法。最后,就目标跟踪与火炮驱动系统间的信息传递优化技术,提出了射表逼近函数的解析延拓方法,为确保火炮的最早的命中点能处于其最大射程的边界上,并为实现火炮跟踪诸元序列由射程外到射程内过渡过程符合二阶平滑的准则,从而使火炮的可射击区域最大化,同时也为火炮提供了在最大射程处的平滑调转策略。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题的背景
• 1.2 研究的意义
• 1.3 火控系统与火控总体工程
• 1.3.1 火控系统简介
• 1.3.2 火控总体工程
• 1.4 火控各子系统间信息传递的优化
• 1.4.1 信息传递优化准则
• 1.4.2 信息传递优化技术
• 1.4.3 信息传递优化的意义
• 1.5 相关理论的国内外现状
• 1.5.1 操纵手控制模型的发展现状
• 1.5.2 满意控制的发展现状
• 1.5.3 待机控制的发展现状
• 1.6 论文的主要结构
• 1.7 论文的创新点
• 2 二坐标目标指示与三坐标目标跟踪间的信息传递优化技术
• 2.1 引言
• 2.2 理论推导
• 2.3 滤波方法
• 2.4 引导策略研究
• 2.4.1 激光测距仪目标捕捉条件
• 2.4.2 对激光测距仪的引导策略
• 2.5 实例
• 2.6 结论
• 3 激光测距与视频跟踪间信息传递优化技术
• 3.1 引言
• 3.2 激光测距仪的漏测问题
• 3.2.1 激光测距仪的连续漏测
• 3.2.2 激光测距仪的漏测性能指标
• 3.3 随机漏测时间概率分析
• 3.3.1 目的域与待机特征
• 3.3.2 转移概率
• 3.3.3 一步转移概率
• 3.3.4 随机漏测时间分析
• 3.4 控制参数求解
• 3.4.1 离散系统D-稳定区域求解
• 3.4.2 输出方差和相关系数的求解
• 3.4.3 计算步骤
• 3.5 算例
• 3.6 结论
• 4 跟踪系统中人机间信息传递优化技术
• 4.1 引言
• 4.1.1 操纵手对设备性能的影响
• 4.1.2 跟踪系统的分类
• 4.1.3 对操纵手的训练和分级
• 4.1.4 半自动跟踪系统模型结构
• 4.2 操纵手数学模型参数的辨识
• 4.2.1 辨识方法分类
• 4.2.2 超差指标的描述
• 4.2.3 不同目的域下的超差特性
• 4.2.4 操纵手考核的分类
• 4.2.5 连续系统白噪声激励下的输出方差求解
• 4.2.6 辨识步骤
• 4.2.7 实例
• 4.3 连续系统的操作手模型集
• 4.3.1 连续系统的操作手期望指标集
• 4.3.2 稳定区域的求解
• 4.3.3 操纵手控制模型的期望指标集
• 4.3.4 计算步骤
• 4.3.5 实例
• 4.4 离散系统的操作手期望指标集
• 4.4.1 离散系统的稳定区域求解
• 4.4.2 离散系统的操纵手指标体系
• 4.4.3 操纵手控制模型的期望指标集
• 4.4.4 计算步骤
• 4.4.5 实例
• 4.5 结论
• 5 目标跟踪与火炮驱动间的信息传递优化技术
• 5.1 引言
• 5.2 最大有效射程点的射击诸元特性
• 5.2.1 不可射击区域
• 5.2.2 不可射击区域对火控系统的影响
• 5.3 不可射击区域的解决办法
• 5.3.1 拦阻射击方法
• 5.3.2 射表处理方法
• 5.4 射表逼近函数的解析延拓
• 5.4.1 解析延拓的准则
• 5.4.2 解析延拓方法
• 5.5 实例分析
• 5.6 结论
• 6 结束语
• 6.1 论文总结
• 6.2 亟待解决的问题
• 致谢
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表论文及科研情况