發(fā)布時(shí)間：2020-10-01 18:54

　　 近年來，隨著光電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、制導(dǎo)技術(shù)和目標(biāo)探測(cè)技術(shù)的迅速發(fā)展以及對(duì)作戰(zhàn)任務(wù)要求的不斷提高，研制一種集偵察、毀傷評(píng)估、精確打擊、通信、中繼、目標(biāo)指示、空中警戒等單一或多項(xiàng)任務(wù)于一體的無人作戰(zhàn)武器受到世界各國的高度重視。本文在已有常規(guī)武器平臺(tái)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了集無人機(jī)技術(shù)和彈藥技術(shù)于一體的新型無人飛行器，并對(duì)該無人飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，具體內(nèi)容如下： 首先，以牛頓第二定律、動(dòng)量定理和動(dòng)量矩定理為理論基礎(chǔ)，聯(lián)合飛行器質(zhì)心運(yùn)動(dòng)方程和姿態(tài)變化的動(dòng)力學(xué)方程、運(yùn)動(dòng)學(xué)方程、質(zhì)量變化方程、角度幾何關(guān)系方程建立了飛行器運(yùn)動(dòng)模型。 其次，對(duì)建立的飛行器非線性運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行線性化，利用解析法、系數(shù)法等方法對(duì)飛行器縱向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性分析，總結(jié)出短周期擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)與長周期擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和動(dòng)態(tài)特性的基本準(zhǔn)則。 再次，基于自動(dòng)控制理論和H魯棒控制理論，進(jìn)行了無人飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真。由H混合靈敏度控制方法設(shè)計(jì)出姿態(tài)控制器，以使飛行器的縱側(cè)向姿態(tài)控制達(dá)到穩(wěn)定，并具有一定的魯棒性。 最后，利用三軸轉(zhuǎn)臺(tái)、目標(biāo)模擬器、仿真計(jì)算機(jī)等設(shè)備搭建了無人飛行器半實(shí)物仿真姿態(tài)控制系統(tǒng)，進(jìn)行了半實(shí)物仿真試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)無人飛行器姿態(tài)閉環(huán)回路控制，確保了姿態(tài)控制系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性。
【學(xué)位單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：V249.1
【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 研究目的與意義
    1.2 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.1 各國無人飛行器發(fā)展概況
        1.2.2 無人飛行器發(fā)展趨勢(shì)
    1.3 國內(nèi)外 UAV 姿態(tài)控制方法研究狀況
        1.3.1 PID 控制
        1.3.2 自適應(yīng)控制
        1.3.3 魯棒控制
        1.3.4 非線性 H 控制
        1.3.5 變結(jié)構(gòu)控制
        1.3.6 模糊控制
        1.3.7 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
    1.4 本文主要內(nèi)容
第2章 飛行器運(yùn)動(dòng)方程組
    2.1 引言
    2.2 飛行器飛行力學(xué)環(huán)境的建立
        2.2.1 空氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩
        2.2.2 推力
    2.3 飛行器運(yùn)動(dòng)建模
        2.3.1 飛行器運(yùn)動(dòng)基本定理
        2.3.2 飛行器運(yùn)動(dòng)模型的簡化
    2.4 飛行器坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換
        2.4.1 飛行器坐標(biāo)系定義
        2.4.2 飛行器坐標(biāo)系變換
        2.4.3 飛行器運(yùn)動(dòng)方程組
    2.5 本章小結(jié)
第3章 飛行器動(dòng)態(tài)特性分析
    3.1 引言
    3.2 飛行器動(dòng)態(tài)特性分析中的基本概念
        3.2.1 干擾力和干擾力矩
        3.2.2 飛行器的穩(wěn)定性和操縱性
    3.3 飛行器運(yùn)動(dòng)方程的線性化
        3.3.1 線性化方法
        3.3.2 飛行器的線性化方程
    3.4 飛行器縱向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型
    3.5 飛行器縱向擾動(dòng)動(dòng)態(tài)特性分析
        3.5.1 解析法
        3.5.2 系數(shù)法
    3.6 本章小結(jié)
第4章 飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 自動(dòng)控制的基本概念
        4.2.1 自動(dòng)控制的基本原理
        4.2.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求
        4.2.3 穩(wěn)定裕度
        4.2.4 閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)
    4.3 魯棒姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.3.1 魯棒穩(wěn)定性的頻域判據(jù)
        4.3.2 H 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)
        4.3.3 H 混合靈敏度控制
        4.3.4 加權(quán)函數(shù)的選取
    4.4 縱向姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真
    4.5 側(cè)向姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真
    4.6 本章小結(jié)
第5章 半實(shí)物仿真試驗(yàn)
    5.1 前言
    5.2 飛行器制導(dǎo)控制系統(tǒng)概述
        5.2.1 制導(dǎo)控制系統(tǒng)功能與組成
        5.2.2 制導(dǎo)控制半實(shí)物仿真系統(tǒng)組成
        5.2.3 半實(shí)物仿真模擬設(shè)備
    5.3 姿態(tài)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
        5.3.1 飛行器運(yùn)動(dòng)模型
        5.3.2 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型
        5.3.3 導(dǎo)引模型
    5.4 仿真試驗(yàn)結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2831868