【摘要】：制導炮彈技術是如今兵器科學領域的重要發(fā)展分支,飛行過程中繞彈體縱軸自旋的制導炮彈是其中重點研究對象之一,彈體繞縱軸的滾轉運動使制導炮彈的運動變的復雜,使其動力學呈現了復雜的非線性特點,呈現了較強的耦合特性,給飛行控制設計帶來了難度,因此本文針對自旋制導炮彈較大的飛行空域和強耦合性的特點,研究其解耦控制問題。采用"系數凍結"法建立自旋制導炮彈彈體擾動運動數學模型,"小擾動"假設求得彈體傳遞函數。通過分析自旋制導炮彈的動態(tài)特性,采用經典PID和Z-N改進型PID設計彈體過載自動駕駛儀,仿真結果改進型Z-N可以實現自動駕駛儀更快速響應,具備較好的自適應性和魯棒性。研究了自旋制導炮彈線性控制系統(tǒng)設計方法,利用相對增益判定耦合度,采用前饋-反饋補償設計了彈體雙通道控制補償器解耦,并結合PID控制器設計解耦控制算法。運用PID控制結合前饋補償器設計制導炮彈的解耦控制系統(tǒng)。該方法簡化了控制器,實現了對制導炮彈強耦合系統(tǒng)的解耦。經數值仿真分析可知,所設計的控制方法在強耦合和參數攝動下,具有較快的響應能力、較好的指令跟蹤精度和強魯棒特性,基本滿足系統(tǒng)性能要求。實際工程對于攻角側滑角等無法實現精確測量,線性系統(tǒng)忽略較多因素無法逼近彈體真實系統(tǒng),因此建立自旋制導炮彈非線性時變模型。通過設計神經網絡干擾觀測器利用萬能逼近原理逼近系統(tǒng)復合干擾,采用H∞方法設計彈體控制器,在Matlab/Simulink操作環(huán)境中進行仿真并結合理論研究可以得出,控制方法在強耦合非線性模型下具備快速響應、精確的指令跟蹤特性,誤差快速降為0,很好的規(guī)避了控制誤差對于系統(tǒng)的影響,實現對制導炮彈強耦合系統(tǒng)解耦,能夠很好的滿足系統(tǒng)性能需求。
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TJ413.6

【參考文獻】

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本文編號：2632540