捷聯(lián)式導(dǎo)引頭控制算法研究

發(fā)布時(shí)間：2020-11-05 08:09

　　隨著戰(zhàn)爭形式的發(fā)展,傳統(tǒng)彈藥由于其體積大,質(zhì)量重,動(dòng)態(tài)性能低,彈載負(fù)擔(dān)重等缺點(diǎn)已經(jīng)不再適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)場的需求。基于半捷聯(lián)穩(wěn)定技術(shù)的新型彈藥有效的解決了上述問題,逐漸成為制導(dǎo)導(dǎo)彈技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。為了研究在模型不精確和復(fù)雜的環(huán)境干擾下的捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)控制算法,本文以俯仰偏航式捷聯(lián)導(dǎo)引頭穩(wěn)定平臺(tái)為例,針對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)建模,動(dòng)力學(xué)建模,系統(tǒng)解耦與線性化,穩(wěn)定平臺(tái)控制算法,系統(tǒng)魯棒性等方面進(jìn)行相應(yīng)研究。針對(duì)半捷聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)模型,利用空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)移矩陣導(dǎo)出平臺(tái)框架在慣性空間中的角速度和角加速度信息,并通過歐拉動(dòng)力學(xué)方程,剛體力矩方程,電機(jī)基本方程建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。為使系統(tǒng)模型更加貼近實(shí)際,分析穩(wěn)定平臺(tái)存在的摩擦力矩,測量噪聲,微分噪聲以及其他外界干擾力矩對(duì)系統(tǒng)的影響形式。最后采用數(shù)值仿真分析了彈體姿態(tài)運(yùn)動(dòng)、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩、外界干擾力矩對(duì)平臺(tái)框架的影響,為后續(xù)控制算法的研究打下理論基礎(chǔ)。針對(duì)捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)存在的系統(tǒng)高度耦合、高度非線性問題,從反饋線性化和實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)乃枷氤霭l(fā),提出一種改進(jìn)的反饋線性化方法,并且給出調(diào)節(jié)參數(shù)的整定方法。數(shù)值仿真結(jié)果表明,該方法可以有效的隔離彈體擾動(dòng),實(shí)現(xiàn)框架獨(dú)立控制,并且可以通過參數(shù)調(diào)節(jié)獲得任意期望的系統(tǒng)響應(yīng)曲線。為提高系統(tǒng)抗干擾能力與魯棒性,引入滑模變結(jié)構(gòu)控制算法,并使用基于Sigmoid函數(shù)的軟變結(jié)構(gòu)控制算法,有效抑制了系統(tǒng)存在的抖振現(xiàn)象。針對(duì)系統(tǒng)趨近律參數(shù)難以取最優(yōu)的問題,提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)變結(jié)構(gòu)控制算法,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)在線調(diào)整。為進(jìn)一步抑制系統(tǒng)抖振現(xiàn)象,提出使用滑動(dòng)窗口平均濾波方法對(duì)控制電壓進(jìn)行后處理。通過仿真實(shí)驗(yàn)表明,本方法可以有效提高系統(tǒng)魯棒性,減小跟蹤誤差,并且具有系統(tǒng)響應(yīng)快,控制電壓抖振小,參數(shù)自適應(yīng)自調(diào)整等優(yōu)點(diǎn),具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TJ765.331
【部分圖文】：

響尾蛇,穩(wěn)定技術(shù),空空導(dǎo)彈,空射巡航導(dǎo)彈