【摘要】：巡航導(dǎo)彈是軍事領(lǐng)域中的高科技武器,具有突防能力強(qiáng)、消費(fèi)比高等優(yōu)點(diǎn),主要被用來(lái)對(duì)目標(biāo)實(shí)施精確打擊。與普通武器相比,導(dǎo)彈的一個(gè)顯著特點(diǎn)是擁有制導(dǎo)系統(tǒng)。制導(dǎo)系統(tǒng)是導(dǎo)彈的核心技術(shù),在很大程度上決定了導(dǎo)彈的作戰(zhàn)性能,也是導(dǎo)彈能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定飛行和精確打擊目標(biāo)的關(guān)鍵。本文采用基于頻譜分離的原則,忽略制導(dǎo)控制系統(tǒng)之間的耦合,將巡航導(dǎo)彈制導(dǎo)回路和控制回路分開(kāi)設(shè)計(jì)。其中本文的制導(dǎo)回路設(shè)計(jì)采用重力補(bǔ)償?shù)谋壤龑?dǎo)引律和自適應(yīng)滑模制導(dǎo)律兩種制導(dǎo)方式,而控制回路采用PID優(yōu)化控制、需要被控對(duì)象精確機(jī)理模型的積分型滑模優(yōu)化控制(SMC)、以及與PID優(yōu)化控制一樣不需要被控對(duì)象精確機(jī)理模型的多維泰勒網(wǎng)(MTN)優(yōu)化控制設(shè)計(jì)控制器,實(shí)現(xiàn)軸對(duì)稱巡航導(dǎo)彈打擊動(dòng)態(tài)目標(biāo),并用MATLAB進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。首先,根據(jù)軸對(duì)稱巡航導(dǎo)彈受力和力矩情況建立非線性、全耦合的導(dǎo)彈六自由度運(yùn)動(dòng)方程組,然后建立機(jī)動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型,通過(guò)介紹導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)與控制系統(tǒng),闡述制導(dǎo)系統(tǒng)組成、導(dǎo)彈制導(dǎo)方法及經(jīng)典的制導(dǎo)律,為導(dǎo)彈制導(dǎo)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。本文提出了基于多維泰勒網(wǎng)優(yōu)化控制的打擊動(dòng)態(tài)目標(biāo)的軸對(duì)稱巡航導(dǎo)彈制導(dǎo)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,在制導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用重力補(bǔ)償?shù)谋壤龑?dǎo)引律和自適應(yīng)滑模制導(dǎo)律作為制導(dǎo)律。比例導(dǎo)引律適用于目標(biāo)不機(jī)動(dòng)或者機(jī)動(dòng)性不大的情況,對(duì)于機(jī)動(dòng)性大的目標(biāo),比例導(dǎo)引性能大打折扣。滑模制導(dǎo)律是在比例導(dǎo)引律的基礎(chǔ)上應(yīng)用變結(jié)構(gòu)理論設(shè)計(jì)的制導(dǎo)律,變結(jié)構(gòu)理論對(duì)于外界干擾有著很強(qiáng)的魯棒性。在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用PID優(yōu)化控制器、積分型滑模優(yōu)化控制器及MTN優(yōu)化控制器,使用單純形法優(yōu)化上述三種控制器參數(shù),比較上述不同制導(dǎo)方式下三種優(yōu)化控制器的制導(dǎo)控制效果。使用MATLAB中的GUI設(shè)計(jì)導(dǎo)彈飛行控制系統(tǒng)的用戶操作界面。無(wú)風(fēng)條件下進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),比較重力補(bǔ)償?shù)谋壤龑?dǎo)引律和自適應(yīng)滑模制導(dǎo)律兩種制導(dǎo)方式下三種優(yōu)化控制器的制導(dǎo)控制效果。然后,建立風(fēng)模型并將其加入到導(dǎo)彈數(shù)學(xué)模型中,再比較上述不同制導(dǎo)方式下三種優(yōu)化控制器的制導(dǎo)控制效果。同等條件下的仿真結(jié)果表明,上述三種優(yōu)化控制方法中,MTN優(yōu)化控制具有最好的控制效果。
【圖文】：

比例制導(dǎo)SMC控制下導(dǎo)彈目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡

42圖 4-6 滑模制導(dǎo) SMC 控制下導(dǎo)彈目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡圖 4-6 可知：SMC 控制下彈道較為平穩(wěn)，且最終能精確打擊到 SMC 控制下導(dǎo)彈的脫靶量為 0.6451m，，滑模制導(dǎo) SMC 控制m。網(wǎng)控制器設(shè)計(jì)網(wǎng)優(yōu)化控制（或 MTN Optimal Control）是由本文作者的導(dǎo)師制方法[19,20]。該方法特別適用于機(jī)理已知和未知的非線性、強(qiáng) 優(yōu)化控制方法設(shè)計(jì)導(dǎo)彈的控制系統(tǒng)，并使用單純形法調(diào)節(jié)多時(shí)通過(guò)仿真研究證明該方法的有效性。網(wǎng)控制器設(shè)計(jì)的全通道框圖為：
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TJ761.6;TP273

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 鐘立力;張濤;劉立建;;“閃電風(fēng)暴” “布拉莫斯”超音速巡航導(dǎo)彈[J];國(guó)防科技;2006年06期

2 魏偉波;芮筱亭;;精確制導(dǎo)技術(shù)研究[J];火力與指揮控制;2006年02期

3 胡濤;巡航導(dǎo)彈的發(fā)展趨勢(shì)[J];飛航導(dǎo)彈;2002年06期

4 陳定昌,袁起,范金榮;精確制導(dǎo)武器發(fā)展趨向[J];現(xiàn)代防御技術(shù);2000年04期

5 高倩;巡航導(dǎo)彈發(fā)展現(xiàn)狀[J];飛航導(dǎo)彈;1996年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 曲萍萍;基于動(dòng)態(tài)面控制的尋的導(dǎo)引規(guī)律研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

2 孫勝;有限時(shí)間收斂尋的導(dǎo)引律[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

3 侯銳;美國(guó)戰(zhàn)略核導(dǎo)彈歷史與冷戰(zhàn)進(jìn)程研究（1945-1968）[D];東北師范大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張鵬;基于多維泰勒網(wǎng)優(yōu)化控制的艦船減搖三維仿真[D];東南大學(xué);2017年

2 劉希鵬;打擊靜態(tài)目標(biāo)面對(duì)稱巡航導(dǎo)彈飛行的多維泰勒網(wǎng)優(yōu)化控制[D];東南大學(xué);2017年

3 胡春鵬;基于多維泰勒網(wǎng)優(yōu)化控制的固定翼飛機(jī)飛行三維仿真[D];東南大學(xué);2017年

4 李東曉;不規(guī)則路面坦克高速行進(jìn)間發(fā)射的多維泰勒網(wǎng)優(yōu)化控制及外彈道仿真[D];東南大學(xué);2017年

5 夏凌晨;打擊靜態(tài)目標(biāo)的軸對(duì)稱巡航導(dǎo)彈飛行的多維泰勒網(wǎng)優(yōu)化控制研究[D];東南大學(xué);2016年

6 楊楊;艦船減搖的多維泰勒網(wǎng)優(yōu)化控制研究[D];東南大學(xué);2016年

7 張堯;機(jī)動(dòng)目標(biāo)防御的導(dǎo)彈精確制導(dǎo)與控制及一體化設(shè)計(jì)研究[D];北京理工大學(xué);2015年

8 張英豪;海洋氣象環(huán)境對(duì)導(dǎo)彈作戰(zhàn)效能影響的動(dòng)力學(xué)仿真[D];東南大學(xué);2015年

9 盧娟芝;空地戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈姿態(tài)控制回路設(shè)計(jì)方法研究[D];南京理工大學(xué);2014年

10 郭效哲;導(dǎo)彈自動(dòng)駕駛儀的研究與實(shí)現(xiàn)[D];沈陽(yáng)航空航天大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2698876