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导弹末制导系统探测制导虚拟仿真实验

导弹末制导系统探测制导虚拟仿真实验

实验简介导弹末制导系统探测制导虚拟仿真实验项目属《探测制导与控制综合实验》课程。该实验项目利用虚拟仿真的手段模拟攻防场景下导弹探测、跟踪、拦截目标的动态过程及系统参数对动态过程的影响。学生在学习导弹和导引头知识基础上,针对平台发布的拦截任务,设计合适的系统和信号处理参数,通过观察、测量和对比导弹拦截目标过程中的探测误差和拦截效果,理解和掌握导弹末制导系统中的关键理论知识。该实验项目是仿真环境下的真实验,核心要素的逼真度高;实验过程中,通过随机设置的靶机特性

南京理工大学

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实验简介


导弹末制导系统探测制导虚拟仿真实验项目属《探测制导与控制综合实验》课程。该实验项目利用虚拟仿真的手段模拟攻防场景下导弹探测、跟踪、拦截目标的动态过程及系统参数对动态过程的影响。学生在学习导弹和导引头知识基础上,针对平台发布的拦截任务,设计合适的系统和信号处理参数,通过观察、测量和对比导弹拦截目标过程中的探测误差和拦截效果,理解和掌握导弹末制导系统中的关键理论知识。该实验项目是仿真环境下的真实验,核心要素的逼真度高;实验过程中,通过随机设置的靶机特性,实现实验任务与学生设计的互动,富有趣味性和挑战度。已取得软件著作权登记证书,学校具有全部知识产权。



设计原则


本实验项目的设计开发团队依托南京理工大学国家“双一流”重点学科——兵器科学与技术学科(在最新的第四轮学科评估中排名全国第一)、近程高速目标探测技术国防学科重点实验室、国家级工程创新综合实验中心、国家级现代制造虚拟仿真实验教学中心和探测制导与控制技术教育部“专业综合改革试点专业”、教育部“卓越工程师试点专业”,坚持以学生为中心的实验教学理念,遵照虚拟仿真实验项目“能实不虚,虚实结合”的原则,开发了导弹末制导系统探测制导虚拟仿真实验项目,面向高校、行业和社会开放。

本实验的部分关键环节按照“一人一题、一次一题”的原则设计,即不同学生开展实验,或学生多次开展实验,实验任务的关键参数或场景配置(例如目标RCS大小、探测距离等)随机给定。在多参数综合设计环节,解决方案或参数取值并不唯一,学生需要综合考虑各参数在工程实现时的约束,通过优化设计寻找最佳的参数组合。

导弹是兵器之王,国之重器,是打赢高技术条件下现代战争的杀手锏,导弹武器系统方面的专业人才培养是国家国防建设的迫切需要。我们把我国发展导弹事业的艰辛历程、国家最高科技奖获得者南理工王泽山院士等老一辈军工人的先进事迹收录在实验项目的在线“知识角”中。学生通过自主学习,激发爱国情怀,增强民族使命感和责任感。



实验目的


(1)帮助学生掌握导弹、弹上主动雷达导引头的组成、工作原理,通过实际案例使其深入观察导弹拦截目标的动态过程,理解导弹探测、制导和拦截目标的机理;

(2)帮助学生熟悉雷达导引头威力方程的计算,通过实际案例使其深入观察导引头系统参数对导弹拦截目标动态过程的影响,理解导引头主要系统参数的设计原则和设计约束; 

(3)帮助学生熟悉雷达导引头的信号处理流程,掌握动目标检测、恒虚警处理、目标偏差角测量、制导律等关键的信号处理算法,通过实际案例使其深入观察导引头信号处理参数对导弹拦截目标动态过程的影响,进一步理解信号处理算法对导弹探测制导回路的作用机理;

(4)帮助学生了解导弹拦截目标动态过程的主要误差指标,通过实际案例使其深入观察导引头系统多参数组合对导弹拦截目标动态过程的影响及其误差曲线,提高学生在导弹末制导系统总体设计方面解决复杂问题的能力。



实验要求


1、学习《无线电近程探测系统》、《制导与控制技术》的课程内容,了解、熟悉和掌握以下知识:

a)掌握导弹的基本原理及其组成,知悉主要部件的功能和工作机制;

b)了解导弹拦截目标的基本原理和工作过程;

c)了解主动雷达导引头的基本工作原理及其组成,知悉主要部件的功能和工作机制;

d)掌握主动雷达导引头的威力计算方法,熟悉导引头系统参数的设计方法和设计约束,了解导引头系统参数对目标探测、跟踪的影响;

e)了解导引头信号处理的工作流程和主要算法的工作原理;

f)熟悉导引头/雷达动目标检测处理算法、恒虚警处理、单脉冲角度测量算法,掌握恒虚警门限、目标方位/俯仰角度偏差的设计或计算方法,了解导引头信号/雷达信号处理参数对目标探测、跟踪的影响;

g)了解导弹制导律的算法原理,了解导弹制导律比例系数对导弹飞行控制的影响;

h)了解导弹拦截目标动态过程的主要误差指标,掌握导弹探测制导多参数优化设计方法。

2、预习本实验项目的实验指南,了解实验步骤及评分标准。

3、针对系统发布的实验任务,设计相应的系统参数或信号处理参数。

4、按照实验步骤,一步步操作,注意仔细观察实验现象,包括:

a) 弹目运动轨迹(包括主视角和左侧目标视角和导弹视角);

b) 弹目距离变化;

c) 导引头发现、截获、跟踪目标的情况;

d) 导弹对目标的拦截情况(击中目标或脱靶);

e) 拦截过程中的导弹对目标的测量误差,包括:俯仰角误差、方位角误差和速度误差曲线;

5、通过调整参数的取值,对比分析所设计参数对导弹拦截目标之动态过程的影响。

6、查看实验数据、记录实验现象、分析实验结果、提交实验报告。


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