深水炸彈是一種受各國海軍重視的主動攻擊型反潛武器。但由于各種條件所限,深水炸彈無法獲取詳細(xì)的目標(biāo)參數(shù),使得應(yīng)用一些經(jīng)典的導(dǎo)引方法控制深水炸彈時,導(dǎo)引彈道不甚理想,影響其作戰(zhàn)效能。因此,本論文針對這一問題開展研究,將變結(jié)構(gòu)控制理論應(yīng)用于自導(dǎo)深彈的導(dǎo)引律設(shè)計中,主要進(jìn)行了以下方面研究:首先,進(jìn)行了深水炸彈空間運(yùn)動受力分析。基于經(jīng)典的動量和動量矩定理,結(jié)合運(yùn)動學(xué)關(guān)系式,建立了深水炸彈空間運(yùn)動方程的一般表達(dá)式。接著,研究了變結(jié)構(gòu)控制基本理論。給出了變結(jié)構(gòu)控制的基本思想和滑動模態(tài)域、能達(dá)條件的基本含義;說明變結(jié)構(gòu)控制具有魯棒性強(qiáng)的特點(diǎn),對線性系統(tǒng)中應(yīng)用變結(jié)構(gòu)控制的不變性條件作了說明,介紹了設(shè)計變結(jié)構(gòu)控制律的一般步驟。然后,開展了基于變結(jié)構(gòu)控制的滑模導(dǎo)引律研究。通過從深彈的空間運(yùn)動中分解出側(cè)向運(yùn)動方程,對其作小擾動的線性化,在水平面的導(dǎo)引段進(jìn)行滑模導(dǎo)引律設(shè)計,提出了深彈應(yīng)用此導(dǎo)引律實(shí)現(xiàn)跟蹤彈道平滑,魯棒性強(qiáng),對水中目標(biāo)有較好導(dǎo)引效果的論點(diǎn)。最后,完成了導(dǎo)引彈道模型仿真驗(yàn)證。利用數(shù)字仿真分析方法,驗(yàn)證了深彈采用滑模導(dǎo)引律結(jié)合PID控制規(guī)律具有穩(wěn)定跟蹤目標(biāo)的能力和抗外界干擾的魯棒性,并與常用的尾追導(dǎo)引... 

【文章來源】：中國艦船研究院北京市

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 深水炸彈歷史及發(fā)展
    1.2 深水炸彈自導(dǎo)與控制系統(tǒng)
    1.3 深水炸彈的導(dǎo)引與控制方法
        1.3.1 導(dǎo)引方法概述
        1.3.2 控制方法概述
        1.3.3 深水炸彈導(dǎo)引與控制方法研究意義
    1.4 論文研究內(nèi)容
第二章 深水炸彈動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)模型
    2.1 參考坐標(biāo)系與坐標(biāo)變換
    2.2 運(yùn)動學(xué)方程
    2.3 作用在彈體上的外力
    2.4 動力學(xué)方程
    2.5 深彈空間運(yùn)動方程組
    2.6 本章小結(jié)
第三章 深水炸彈導(dǎo)引方法
    3.1 經(jīng)典導(dǎo)引法
        3.1.1 自導(dǎo)相對運(yùn)動方程
        3.1.2 平行接近法
        3.1.3 比例導(dǎo)引法
        3.1.4 固定提前角導(dǎo)引法
        3.1.5 尾追法
    3.2 滑模導(dǎo)引法
        3.2.1 變結(jié)構(gòu)控制基本原理
        3.2.2 變結(jié)構(gòu)控制線性系統(tǒng)魯棒性
        3.2.3 變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計
        3.2.4 滑模導(dǎo)引律設(shè)計
    3.3 本章小結(jié)
第四章 深水炸彈導(dǎo)引彈道
    4.1 深彈空間運(yùn)動方程組簡化
        4.1.1 側(cè)向運(yùn)動方程組
        4.1.2 側(cè)向運(yùn)動方程線性化
    4.2 控制律設(shè)計
        4.2.1 PID控制原理
        4.2.2 尾追導(dǎo)引法的控制律
        4.2.3 滑模導(dǎo)引法的控制律
    4.3 導(dǎo)引彈道的數(shù)學(xué)模型
    4.4 本章小結(jié)
第五章 深水炸彈導(dǎo)引控制方法仿真分析
    5.1 MATLAB/SIMULINK仿真軟件簡介
    5.2 深彈導(dǎo)引控制系統(tǒng)SIMULINK仿真模型
        5.2.1 目標(biāo)模型
        5.2.2 舵機(jī)模型
        5.2.3 深彈模型
        5.2.4 導(dǎo)引控制方法模型
    5.3 數(shù)字仿真對比
        5.3.1 靜止目標(biāo)
        5.3.2 勻速直航目標(biāo)
        5.3.3 回旋機(jī)動目標(biāo)
        5.3.4 側(cè)流干擾情況
    5.4 不同導(dǎo)引方法優(yōu)缺點(diǎn)
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文研究總結(jié)與創(chuàng)新點(diǎn)
    6.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
學(xué)術(shù)論文和科研成果目錄



本文編號：2936568