艦炮彈藥制導(dǎo)化是從根本上提高艦炮命中精度的途徑之一,特別是作為防空彈藥時,能夠大幅度提高艦炮的反導(dǎo)能力。為了提高艦炮制導(dǎo)化彈藥的修正能力和舵機的控制效率,本文研究了一種鴨式布局的舵機可控滾轉(zhuǎn)的雙旋彈體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,圍繞該類炮彈研制過程中的相關(guān)理論和關(guān)鍵技術(shù),對其飛行彈道特性和可控滾轉(zhuǎn)舵機系統(tǒng)控制進行了較為系統(tǒng)地研究。研究了應(yīng)用可控滾轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機構(gòu)的制導(dǎo)炮彈系統(tǒng)總體方案,在詳細分析彈體結(jié)構(gòu)與外形、制導(dǎo)與控制系統(tǒng)和可控滾轉(zhuǎn)舵機系統(tǒng)控制原理的基礎(chǔ)上,計算和分析了其對空近程反導(dǎo)作戰(zhàn)時的修正能力。根據(jù)鴨式布局低旋尾翼炮彈的氣動特性和運動特點,通過引入舵體坐標(biāo)系,采用Newton-Euler法系統(tǒng)地建立了鴨式布局雙旋彈體7DOF飛行動力學(xué)模型,并給出作用在舵機艙和彈體上的力和力矩的具體表達式。采用氣動估算軟件Missile Datcom對制導(dǎo)炮彈進行氣動估算與分析;計算并分析了不同攻角、不同舵偏角條件下主要氣動力系數(shù)的變化情況,結(jié)合可控滾轉(zhuǎn)舵機的風(fēng)洞數(shù)據(jù),計算舵翼的鉸鏈力矩,為后續(xù)的舵機系統(tǒng)設(shè)計提供參考依據(jù)。結(jié)合氣動力數(shù)據(jù)和彈體運動學(xué)模型,進行了無控和有控條件下的彈道仿真,討論了不同發(fā)射參數(shù)對彈道... 

【文章來源】：北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：153 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章. 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 制導(dǎo)化艦炮彈藥的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
    1.3 相關(guān)理論、關(guān)鍵技術(shù)的概述
        1.3.1 鴨式布局雙旋彈體建模及相關(guān)技術(shù)概述
        1.3.2 制導(dǎo)炮彈電動執(zhí)行機構(gòu)概述
        1.3.3 電動伺服控制及主動干擾補償控制方法概述
    1.4 本文的主要工作和內(nèi)容
第2章. 制導(dǎo)炮彈總體分析及工作原理
    2.1 制導(dǎo)炮彈總體分析
        2.1.1 制導(dǎo)炮彈總體結(jié)構(gòu)與布局
        2.1.2 制導(dǎo)炮彈外形幾何參數(shù)
        2.1.3 制導(dǎo)炮彈制導(dǎo)與控制系統(tǒng)
        2.1.4 制導(dǎo)炮彈可控滾轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機構(gòu)
        2.1.5 制導(dǎo)炮彈可控滾轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機構(gòu)控制原理
    2.2 性能需求分析
        2.2.1 防空制導(dǎo)炮彈的機動能力
        2.2.2 制導(dǎo)炮彈的修正能力分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章. 制導(dǎo)炮彈 7DOF運動描述與彈道特性分析
    3.1 鴨式布局雙旋彈體的運動描述
        3.1.1 坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換關(guān)系
        3.1.2 制導(dǎo)炮彈的控制力及力矩
        3.1.3 作用在制導(dǎo)炮彈上的力和力矩
        3.1.4 制導(dǎo)炮彈質(zhì)心運動方程
        3.1.5 制導(dǎo)炮彈繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動方程
    3.2 制導(dǎo)炮彈氣動系數(shù)估算與分析
        3.2.1 氣動力系數(shù)計算方法的選定
        3.2.2 不同攻角下的氣動力系數(shù)
        3.2.3 不同舵偏角下的氣動力系數(shù)
        3.2.4 舵翼氣動特性估算與分析
        3.2.5 尾翼氣動特性及斜置角估算
    3.3 制導(dǎo)炮彈彈道特性分析
        3.3.1 初始發(fā)射參數(shù)變化對有控飛行彈道的影響
        3.3.2 執(zhí)行機構(gòu)控制誤差對有控飛行彈道的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章. 可控滾轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機構(gòu)的實現(xiàn)及模型分析
    4.1 可控滾轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機構(gòu)的總體方案設(shè)計
        4.1.1 系統(tǒng)的傳動方案
        4.1.2 反饋測量系統(tǒng)
        4.1.3 系統(tǒng)傳動比的分析及參數(shù)優(yōu)化設(shè)計
    4.2 可控滾轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機構(gòu)機械性能分析
        4.2.1 可控滾轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機構(gòu)強度與模態(tài)分析
        4.2.2 系統(tǒng)頻率特性分析
    4.3 系統(tǒng)動力學(xué)建模與分析
        4.3.1 舵工作模式
        4.3.2 副翼工作模式
        4.3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型分析
    4.4 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型仿真驗證
    4.5 本章小結(jié)
第5章. 基于泰勒逼近的增廣自抗擾舵機控制方法
    5.1 可控滾轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機構(gòu)控制總體分析
    5.2 可控滾轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機構(gòu)滾轉(zhuǎn)控制策略
        5.2.1 單向絕對追蹤方式
        5.2.2 雙向絕對追蹤方式
        5.2.3 相對追蹤方式
    5.3 基于高階泰勒逼近的增廣自抗擾舵機控制器設(shè)計
        5.3.1 問題描述
        5.3.2 面向非線性控制的模型處理
        5.3.3 基于泰勒逼近的增廣自抗擾控制器構(gòu)造與分析
    5.4 系統(tǒng)仿真分析
        5.4.1 滾轉(zhuǎn)方位控制仿真結(jié)果及分析
        5.4.2 等效舵作用控制
    5.5 本章小結(jié)
第6章. 可控滾轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機構(gòu)控制器的設(shè)計與實驗
    6.1 可控滾轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計
        6.1.1 控制系統(tǒng)基本組成
        6.1.2 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計
        6.1.3 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計
    6.2 實驗平臺設(shè)計
        6.2.1 實驗平臺總體方案
        6.2.2 單軸滾轉(zhuǎn)平臺設(shè)計
    6.3 可控滾轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機構(gòu)的測試
        6.3.1 無滾轉(zhuǎn)氣動力矩試驗測試
        6.3.2 風(fēng)洞環(huán)境下綜合測試
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2967767