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(shí),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(jī)的控制效率,本文研究了一種鴨式布局的舵機(jī)可控滾轉(zhuǎn)的雙旋彈體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,圍繞該類(lèi)炮彈研制過(guò)程中的相關(guān)理論和關(guān)鍵技術(shù),對(duì)其飛行彈道特性和可控滾轉(zhuǎn)舵機(jī)系統(tǒng)控制進(jìn)行了較為系統(tǒng)地研究。研究了應(yīng)用可控滾轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制導(dǎo)炮彈系統(tǒng)總體方案,在詳細(xì)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(jī)系統(tǒng)控制原理的基礎(chǔ)上,計(jì)算和分析了其對(duì)空近程反導(dǎo)作戰(zhàn)時(shí)的修正能力。根據(jù)鴨式布局低旋尾翼炮彈的氣動(dòng)特性和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),通過(guò)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(dòng)力學(xué)模型,并給出作用在舵機(jī)艙和彈體上的力和力矩的具體表達(dá)式。采用氣動(dòng)估算軟件Missile Datcom對(duì)制導(dǎo)炮彈進(jìn)行氣動(dòng)估算與分析;計(jì)算并分析了不同攻角、不同舵偏角條件下主要?dú)鈩?dòng)力系數(shù)的變化情況,結(jié)合可控滾轉(zhuǎn)舵機(jī)的風(fēng)洞數(shù)據(jù),計(jì)算舵翼的鉸鏈力矩,為后續(xù)的舵機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。結(jié)合氣動(dòng)力數(shù)據(jù)和彈體運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,進(jìn)行了無(wú)控和有控條件下的彈道仿真,討論了不同發(fā)射參數(shù)對(duì)彈道... 

【文章來(lái)源】：北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)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(guó)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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)概述
        1.3.3 電動(dòng)伺服控制及主動(dòng)干擾補(bǔ)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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
        2.1.5 制導(dǎo)炮彈可控滾轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)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(jī)動(dòng)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(yùn)動(dòng)描述與彈道特性分析
    3.1 鴨式布局雙旋彈體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方程
        3.1.5 制導(dǎo)炮彈繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)方程
    3.2 制導(dǎo)炮彈氣動(dòng)系數(shù)估算與分析
        3.2.1 氣動(dòng)力系數(shù)計(jì)算方法的選定
        3.2.2 不同攻角下的氣動(dòng)力系數(shù)
        3.2.3 不同舵偏角下的氣動(dòng)力系數(shù)
        3.2.4 舵翼氣動(dòng)特性估算與分析
        3.2.5 尾翼氣動(dòng)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(duì)有控飛行彈道的影響
        3.3.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制誤差對(duì)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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)及模型分析
    4.1 可控滾轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的總體方案設(shè)計(jì)
        4.1.1 系統(tǒng)的傳動(dòng)方案
        4.1.2 反饋測(cè)量系統(tǒng)
        4.1.3 系統(tǒng)傳動(dòng)比的分析及參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.2 可控滾轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械性能分析
        4.2.1 可控滾轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)強(qiáng)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(dòng)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(yàn)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(jī)控制方法
    5.1 可控滾轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制總體分析
    5.2 可控滾轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)滾轉(zhuǎn)控制策略
        5.2.1 單向絕對(duì)追蹤方式
        5.2.2 雙向絕對(duì)追蹤方式
        5.2.3 相對(duì)追蹤方式
    5.3 基于高階泰勒逼近的增廣自抗擾舵機(jī)控制器設(shè)計(jì)
        5.3.1 問(wèn)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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)
    6.1 可控滾轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        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(jì)
        6.1.3 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
    6.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)總體方案
        6.2.2 單軸滾轉(zhuǎn)平臺(tái)設(shè)計(jì)
    6.3 可控滾轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的測(cè)試
        6.3.1 無(wú)滾轉(zhuǎn)氣動(dòng)力矩試驗(yàn)測(cè)試
        6.3.2 風(fēng)洞環(huán)境下綜合測(cè)試
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
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(xiàn)】：
期刊論文
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