【摘要】：當(dāng)前戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)與導(dǎo)彈機(jī)動(dòng)性越來(lái)越強(qiáng),BTT導(dǎo)彈由于其自身通過(guò)傾斜彈體的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)彎并追蹤目標(biāo),已經(jīng)越來(lái)越多地運(yùn)用到戰(zhàn)場(chǎng)之上。BTT導(dǎo)彈在進(jìn)行大范圍機(jī)動(dòng)的過(guò)程中,滾轉(zhuǎn)角會(huì)迅速發(fā)生變化,滾轉(zhuǎn)角速度會(huì)在偏航通道和俯仰通道分別產(chǎn)生耦合項(xiàng)。在大幅度機(jī)動(dòng)場(chǎng)景下,耦合項(xiàng)對(duì)于控制效果的影響尤為明顯。傳統(tǒng)的BTT導(dǎo)彈控制方法多采用協(xié)調(diào)支路方式補(bǔ)償耦合項(xiàng)產(chǎn)生的影響。然而,在大空域情況下設(shè)計(jì)過(guò)程過(guò)于繁瑣。針對(duì)這一問(wèn)題,本文基于擾動(dòng)觀測(cè)補(bǔ)償?shù)聂敯艨刂品椒?對(duì)于BTT導(dǎo)彈進(jìn)行自動(dòng)駕駛儀的設(shè)計(jì)。本文主要包括以下研究?jī)?nèi)容:首先針對(duì)BTT導(dǎo)彈進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型與動(dòng)力學(xué)模型,形成導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)方程組。給出過(guò)載的計(jì)算方式,并在合理的假設(shè)基礎(chǔ)之上,得到BTT導(dǎo)彈的線性化模型。其次考慮了氣動(dòng)參數(shù),速度,大氣密度等多個(gè)參數(shù)的不確定性,針對(duì)BTT導(dǎo)彈模型的滾轉(zhuǎn)通道和俯仰-偏航通道分別采用H_∞方法以及μ綜合方法設(shè)計(jì)了魯棒控制器并進(jìn)行了數(shù)學(xué)仿真。通過(guò)H_∞范數(shù)與結(jié)構(gòu)奇異值理論分析了兩種方法設(shè)計(jì)控制器各自的優(yōu)勢(shì)與不足。最后使用廣義擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)BTT導(dǎo)彈飛行過(guò)程中受到的干擾進(jìn)行擾動(dòng)觀測(cè)補(bǔ)償。首先將不確定性參數(shù)及通道之間的耦合作用均視為作用于舵環(huán)節(jié)上的擾動(dòng),針對(duì)滾轉(zhuǎn)、俯仰及偏航三個(gè)通道分別設(shè)計(jì)擾動(dòng)補(bǔ)償控制律。通過(guò)數(shù)學(xué)仿真,說(shuō)明擾動(dòng)觀測(cè)補(bǔ)償算法的有效性。添加擾動(dòng)觀測(cè)補(bǔ)償之后的魯棒控制器有效降低了BTT導(dǎo)彈對(duì)于指令響應(yīng)時(shí)的抖動(dòng)與超調(diào),提升了魯棒控制器的控制效果。
【圖文】：

圖 3-15 滾轉(zhuǎn)通道名義系統(tǒng)表現(xiàn)滾轉(zhuǎn)通道的名義系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)系統(tǒng)仿真。對(duì)于V=50m/s不確定性范圍內(nèi)隨機(jī)選取 20 個(gè)不確定性參數(shù)代入系統(tǒng)能否使所考慮的不確定性范圍內(nèi)的所有情況都能夠滿足角指令c =90°，仿真時(shí)間 10s。仿真結(jié)果如下：-16 滾轉(zhuǎn)角響應(yīng)曲線 圖 3-17 滾轉(zhuǎn)角速度響應(yīng)

圖 3-15 滾轉(zhuǎn)通道名義系統(tǒng)表現(xiàn)下面對(duì)于滾轉(zhuǎn)通道的名義系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)系統(tǒng)仿真。對(duì)于V=50m/s的名義系統(tǒng)，在 5 個(gè)參數(shù)的不確定性范圍內(nèi)隨機(jī)選取 20 個(gè)不確定性參數(shù)代入系統(tǒng)狀態(tài)方程當(dāng)中驗(yàn)證控制器能否使所考慮的不確定性范圍內(nèi)的所有情況都能夠滿足性能傳遞函數(shù)的要求。滾轉(zhuǎn)角指令c =90°，仿真時(shí)間 10s。仿真結(jié)果如下：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TJ765

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2661111