【摘要】：軍事航天技術的發(fā)展,使得我國面臨的空間威脅日益增大。研究和發(fā)展能夠打擊敵方空間目標存在的反空間武器是國家戰(zhàn)略防空防天的重要組成部分。地基動能反衛(wèi)星導彈是目前技術上較為先進的一種戰(zhàn)略防天武器。作為“彈頭”的動能攔截器被釋放到指定位置后,需要借助自身的制導控制系統(tǒng)獨立飛行,完成以近似零脫靶量攻擊目標的任務。作為控制對象的攔截器本質(zhì)上是彈性體,攔截器自身的結構動力學特性將會在多方面與制導控制系統(tǒng)發(fā)生相互作用。對高精度制導要求的攔截器而言,這種作用是至關重要的,關系到系統(tǒng)整體功能的實現(xiàn)。動能攔截器的結構動力學/控制技術是型號工程研制中亟待解決的前瞻性課題,它的研究具有重要的理論價值和工程實際意義。論文以型號項目課題為背景牽引,著重對攔截器的結構動力學/控制技術開展研究。論文具體開展的工作內(nèi)容如下:1)建立了基于結構有限元模型確認技術的復雜攔截器結構動力學計算模型建模方法。攔截器結構復雜,質(zhì)量和剛度分布不均勻,固有振動特性難于預報。論文詳細研究了結構動力學模型確認技術的內(nèi)涵、理論和方法,提出了針對復雜工程結構的有限元模型確認方法和程序,并將該技術應用于動能攔截器的結構動力學計算建模研究。結構動力學特性預測結果表明,該方法能夠有效提高復雜攔截器結構建模的精度和可靠度。2)基于擬坐標Lagrange方程,建立了攔截器末制導段動力學數(shù)學模型。該模型包括:質(zhì)心運動方程、姿態(tài)運動方程、彈性振動方程等。模型考慮了由于彈性振動的引入,系統(tǒng)動力學數(shù)學模型在敏感元件測量方程、力和力矩方程等方面的不同。應用該模型分析了動能攔截器末制導段飛行過程中結構系統(tǒng)與制導控制系統(tǒng)間的作用和耦合機理。3)研究了攔截器結構動力學/控制作用問題的分析與設計方法。論文首先應用線性化小擾動分析方法,對末制導段考慮彈性振動后的攔截器結構/姿態(tài)穩(wěn)定控制耦合系統(tǒng)進行了數(shù)值仿真研究。仿真結果表明,彈性振動對姿態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)的總體性能有重要影響。其次建立了基于ADAMS/Simulink的攔截器結構/控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真的虛擬樣機方法,研究了結構振動與捷聯(lián)導引頭信號測量的關系。通過動環(huán)境預示技術,研究了振動環(huán)境對制導控制系統(tǒng)的影響。論文研究認為:攔截器結構剛度分布的不均勻性和安裝局部剛度不足,是造成捷聯(lián)導引頭輸出較大制導控制誤差信號的主要原因。論文針對具有高制導精度要求動能攔截器,從關鍵技術入手,引入先進的分析和設計方法,對動能攔截器的結構動力學/控制問題展開了深入的研究,論文研究的理論、方法和技術對型號研制具有一定的實踐意義和指導價值。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TJ761.7
【圖文】：

圖 1-1 共軌式反衛(wèi)星攔截器結構示意圖968 年到 1982 年，前蘇聯(lián)共進行了二十次的地基共軌式反衛(wèi)星驗了采用雷達尋的制導和紅外尋的制導的兩類攔截器，攔截衛(wèi)m 以下。蘇聯(lián)也進行了大量實驗，實驗結果證明蘇聯(lián)的反衛(wèi)星技的反衛(wèi)攔截器實際上一個截擊衛(wèi)星。從技術上看，攔截器自身要運載器的運載能力大；依賴戰(zhàn)斗部爆炸擊毀目標而不是靠直最終脫靶量較大，制導精度不高；應用了直接側向力質(zhì)心控制方的快速機動；通過粗調(diào)和精調(diào)兩套姿控系統(tǒng)實現(xiàn)對姿態(tài)的精確用衛(wèi)星承力筒式結構，設備小型化和集成化程度不高。但目前俄一代小型化攔截器和高軌道衛(wèi)星截擊系統(tǒng)，加快新型大推力運且通過采用天基部署和機動部署相結合的方式來提高反衛(wèi)星武

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文究。目前已經(jīng)研制并經(jīng)過飛行試驗驗證的動能攔軸穩(wěn)定動能攔截器，該系統(tǒng)既有軌控推進系統(tǒng)，同自旋穩(wěn)定的動能攔截器，它只有在一組小發(fā)動機組進系統(tǒng)。美國已經(jīng)研制成功了機載反衛(wèi)星動能攔截攔截器”屬于單軸穩(wěn)定的 KKV，該攔截器長采用發(fā)動機機動和控制。攔截器結構如圖 1-2 所示。以來所研制和試驗的絕大部分動能攔截器，如天中段防御用的“地基攔截彈”（GBI）的“大氣層外的“標準-3”攔截彈的“大氣層外輕型射彈”（的動能攔截器。典型的三軸穩(wěn)定 KKV 結構見圖

中段防御用的“地基攔截彈”（GBI）的“大氣層外的“標準-3”攔截彈的“大氣層外輕型射彈”（的動能攔截器。典型的三軸穩(wěn)定 KKV 結構見圖 圖 1-2 美國機載反衛(wèi)星攔截器結構示意圖

【參考文獻】

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本文編號：2750132