發(fā)布時間：2020-03-29 19:17

【摘要】：近年來,科技不斷發(fā)展,導彈的性能逐步提升,目標的主動防護能力也在逐漸增強,傳統(tǒng)的攻擊方式無法對目標發(fā)揮最大程度的毀傷,對于導彈的制導控制提出了更多的約束以及更高的要求。制導控制技術作為現(xiàn)代武器實現(xiàn)精確打擊的重要保障環(huán)節(jié),本文針對帶有約束的制導與控制問題,以最優(yōu)控制、滑�？刂埔约澳：刂迫N控制方法,對導彈的制導以及控制系統(tǒng)進行了研究。主要內(nèi)容如下:首先,根據(jù)導彈質心以及姿態(tài)的運動學以及動力學方程,進行相應的假設與簡化,建立了導彈的運動的非線性數(shù)學模型。其次,對考慮帶有落角約束的制導律設計問題進行了研究。對三維空間內(nèi)的制導問題進行簡化解耦,分別對兩平面內(nèi)的制導律進行設計,根據(jù)簡化模型線性化處理建立狀態(tài)方程,采用了最優(yōu)控制理論,設計了一種滑模的最優(yōu)趨近律,引入終端滑�？刂频姆椒ㄔO計了最優(yōu)滑模制導律;考慮自動駕駛儀環(huán)節(jié)的滯后特性,在制導律建模引入滯后環(huán)節(jié),應用施瓦茲不等式的方法設計了最優(yōu)制導律。再次,針對協(xié)同制導問題進行研究。以經(jīng)典的激光駕束協(xié)同制導為研究背景,針對干擾導致追尾的問題進行分析,建立了干擾判斷模型;考慮時間與角度雙重約束,采用終端滑�？刂�,設計了可以實現(xiàn)時間約束、角度約束的制導律,根據(jù)模糊控制理論,建立了模糊切換規(guī)則,設計出可以實現(xiàn)雙重約束的三維制導律。然后,針對兩回路自動駕駛儀設計進行了研究。針對導彈非線性數(shù)學模型,進行假設簡化處理,將制導控制模型線性化處理,對LQR以及LQR拓展形式在自動駕駛儀設計中的應用進行探究。最后,從導彈六自由度全仿真的角度,設計了一種可以切換控制方式便于用戶操作的軟件系統(tǒng)。
【圖文】：

隨著現(xiàn)代科技的日益發(fā)展與創(chuàng)新，目標的主動防護能力也在日益增強，為精確打擊造成了不小的麻煩，對于精確制導的要求越來越高，在要求命中目標以外，還需要滿足其他約束條件，近年來隨著新作戰(zhàn)要求的提出以及新的技術應用，給導彈制導控制的設計帶來了全新的問題與挑戰(zhàn)。導彈的制導控制技術，在導彈總體設計的過程占據(jù)了舉足輕重的地位，是導彈實現(xiàn)作戰(zhàn)任務的重要環(huán)節(jié)，基于某型號反坦克導彈[1-3]實際遇到的問題展開拓展與延伸，以及當前發(fā)展趨勢下對于制導控制提出的新要求，該選題的研究顯得尤為重要。傳統(tǒng)的導彈制導系統(tǒng)從功能上分為導引系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)兩個部分，如圖 1.1 所示。導引系統(tǒng)的作用是在導彈飛行過程中，根據(jù)測量設備獲取導引所需基本信息，從而根據(jù)相應設計準則與要求形成導引指令。而控制系統(tǒng)的作用是來響應導引傳來的指令信號形成控制指令，控制操縱機構進行相應的動作，通過改變導彈上的力與力矩，從而對彈體的飛行姿態(tài)以及飛行軌跡進行調(diào)整，另外還需要考慮在控制過程中系統(tǒng)具備一定的抗干擾性，來保證導彈穩(wěn)定飛行。一般的情況下，為了實現(xiàn)導引精度以及控制品質，制導控制系統(tǒng)為多回路系統(tǒng)，控制回路作為內(nèi)回路本身有可能是多回路控制。

時具有攻擊角度和攻擊時間約束的四維制導律。綜合考慮導彈系統(tǒng)的動態(tài)特性導彈自身的過載約束以及彈道的收斂性約束采用自動控制原理和變系數(shù)比例導引律理論對制導律的參數(shù)進行了設計給出了取值方法。仿真結果表明所設計的制導律能夠使多枚導彈在滿足過載約束的前提下彈道前段彎曲末段收斂實際攻擊角與理想攻擊角之差小于實際攻擊時間與理想攻擊時間之差小于可有效實現(xiàn)對目標的協(xié)同攻擊。1.3 本文的主要研究內(nèi)容以及章節(jié)安排本文以兩發(fā)導彈協(xié)同攻擊目標問題為研究對象，，以多約束條件下的制導控制為研究問題，以最優(yōu)控制理論、滑�？刂评碚撘约澳：碚摓檠芯糠椒ǎ芯克悸芳軜嬋鐖D 1.2 所示。首先給出了導彈飛行的數(shù)學描述模型，在三維空間內(nèi)進行相應的簡化，采用最優(yōu)、滑模以及模糊的手段對制導控制兩部分分別進行獨立設計，最終設計了界面將整個系統(tǒng)進行封裝，完成了學位論文研究。
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TJ765

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本文編號：2606404