【摘要】：低成本的彈道修正技術(shù)可以提高傳統(tǒng)炮彈的命中精度,從而引起廣泛關(guān)注。本文以采用變質(zhì)心技術(shù)的高速旋轉(zhuǎn)炮彈為研究對象,通過對多體系統(tǒng)的動力學(xué)建模,重點研究了變質(zhì)心系統(tǒng)的動力學(xué)特性、飛行穩(wěn)定性、姿態(tài)控制器和彈道修正方法等方面的內(nèi)容。結(jié)合理論力學(xué)和飛行力學(xué)的相關(guān)理論,建立了包含單滑塊的高速旋轉(zhuǎn)炮彈的六自由度模型,并對其進(jìn)行了合理的簡化。建立了考慮滑塊運動時系統(tǒng)的角運動方程,通過對攻角方程求解,研究了滑塊作用對系統(tǒng)的角運動和飛行穩(wěn)定性的影響。將由彈體和滑塊組成的多體系統(tǒng)的姿態(tài)動力學(xué)模型變形,并把滑塊的位移看作控制量,得到標(biāo)準(zhǔn)的仿射非線性模型。考慮由于炮彈尺寸的限制引起的控制量受限以及外部擾動問題,基于擴張狀態(tài)觀測器和動態(tài)面控制技術(shù),設(shè)計了具有魯棒性的姿態(tài)控制器,并通過仿真驗證了控制器的有效性。分析采用變質(zhì)心技術(shù)的高速旋轉(zhuǎn)炮彈的彈道修正機理,基于彈道跟蹤制導(dǎo)方法研究了基于變質(zhì)心高速旋轉(zhuǎn)炮彈的彈道修正方法。分別考慮系統(tǒng)的初始發(fā)射誤差和隨機風(fēng)干擾,基于蒙特卡洛法,對基于彈道跟蹤制導(dǎo)的彈道修正方法的有效性進(jìn)行了研究。在基于攝動原理的落點預(yù)測彈道修正方法的基礎(chǔ)上,對于給定的炮彈,研究了給定質(zhì)量和移動范圍的滑塊對炮彈彈道的修正范圍。針對在能夠滿足修正要求的前提下滑塊的移動范圍最小的問題,采用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化,得到了最優(yōu)解,并在此基礎(chǔ)上研究了滑塊的質(zhì)量和位移之間的關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TJ413.6

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本文編號：2669074