導彈自動駕駛儀控制算法研究
發(fā)布時間：2021-01-27 21:16
科學技術特別是航空航天技術的發(fā)展,使得現(xiàn)代戰(zhàn)場環(huán)境變得日益復雜,這就要求未來的戰(zhàn)術導彈具有更高的技術指標,以解決諸如目標機動性較大、作戰(zhàn)空域變大以及目標超低空飛行等未來戰(zhàn)場上出現(xiàn)的一系列問題。導彈自動駕駛儀的任務就是克服導彈飛行過程中遇到的各種干擾,實時準確地對導彈姿態(tài)進行控制,使導彈能夠快速穩(wěn)定飛行并精確打擊目標。為了提高導彈自動駕駛儀的魯棒性和抗干擾性,以及跟蹤能力,論文主要研究內(nèi)容如下:通過對導彈進行受力分析,在耦合的情況下建立導彈的運動學與動力學方程,得到更接近于實際的導彈數(shù)學模型,在彈道特征點上對導彈模型進行解耦和線性化,得到各個通道的數(shù)學模型;利用模糊控制理論設計了模糊PID控制自動駕駛儀;采用模糊和變論域理論設計了變論域模糊PID控制自動駕駛儀;通過求解線性矩陣不等式（LMI）設計了狀態(tài)反饋H∞控制自動駕駛儀�？紤]飛行過程中的干擾、氣動參數(shù)攝動,在更接近于實際的情況下對所設計的三種自動駕駛儀的控制性能進行對比研究。從仿真結(jié)果看,三者皆能實現(xiàn)對導彈制導指令的有效跟蹤。其中,基于線性矩陣不等式的狀態(tài)反饋H∞控制設計的導彈自動駕駛儀,對系統(tǒng)模型無須過多的限制條件,通過求解器fe...
【文章來源】：河南科技大學河南省
【文章頁數(shù)】：82 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
導彈制導系統(tǒng)框圖
圖 1-2 導彈控制系統(tǒng)框圖Fig. 1-2 Missile control system block diagram由圖 1-2 可看出，自動駕駛儀系統(tǒng)包含兩個負反饋回路，即舵回路和姿態(tài)回路，其中舵回路是系統(tǒng)實現(xiàn)控制穩(wěn)定功能的基礎。導彈姿態(tài)運動的控制器是姿態(tài)穩(wěn)定回路中的關鍵組成部件，通過將接受到的指令信號經(jīng)過適當?shù)母淖?增大或縮小)，達到操縱控制面偏轉(zhuǎn)或改變推力矢量方向的目的，進而產(chǎn)生彈體所需要的法向過載。BTT 導彈自動駕駛儀的設計目標是：① 克服飛行中遇到的各種有界能量的干擾，保證彈體在飛行的軌道上能夠穩(wěn)定的飛行；② 當有攻擊目標出現(xiàn)時，能夠?qū)崿F(xiàn)目標的無誤差跟蹤。通常彈體控制器的設計要求包括 4 項：(1) 姿態(tài)穩(wěn)定控制回路的阻尼特性良好。(2) 在指令信號的作用下，控制系統(tǒng)的反應迅速、產(chǎn)生的超調(diào)量小。(3) 控制幅度在設定的誤差范圍內(nèi)，以保證導彈運行在期望的軌道上。
在特定的參考坐標系下的，而坐標習慣而定。參考的坐標不一樣，使到好處的參考坐標系顯得至關重要標系 Axyz 、彈體坐標系1 1 1ox y z 、yz坐標系是地面坐標系。以彈體的發(fā)始時刻彈體的質(zhì)心作為其的坐標原言是任意的， Ax 軸往往是彈道所目標的方向所指的那個位置定為正其他兩個軸彼此之間都成90 角的關離的彈體的運動，此時的地面坐運動軌跡以及它在六自由度空間的
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于魯棒H∞的無人機飛行控制系統(tǒng)設計及實現(xiàn)[J]. 李蒙,石泳,劉莉. 北京理工大學學報. 2016(08)
[2]一種基于變論域的模糊控制器的設計及仿真研究[J]. 袁瓏瑜. 科技創(chuàng)新與應用. 2016(19)
[3]不確定時滯奇異攝動系統(tǒng)的魯棒H∞控制[J]. 王巖巖,劉偉,汪志鳴. 北京工業(yè)大學學報. 2016(02)
[4]一類網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的魯棒H∞狀態(tài)反饋控制器設計[J]. 朱虹錦,孫文安,李丕賢,裴炳南. 計算技術與自動化. 2015(04)
[5]基于自適應干擾估計和魯棒控制的傾斜轉(zhuǎn)彎導彈自動駕駛儀研究[J]. 滿朝媛,楊俊,李世華. 航空科學技術. 2015(11)
[6]小型無人直升機非脆弱魯棒H∞控制器設計方法研究[J]. 夏慧,陳慶偉. 南京理工大學學報. 2015(03)
[7]滑模變結(jié)構(gòu)制導律的抖振問題研究[J]. 辛騰達,范惠林,閆琳. 航空兵器. 2015(02)
[8]基于神經(jīng)網(wǎng)絡的導彈制導控制一體化反演設計[J]. 周覲,雷虎民,李炯,邵雷. 航空學報. 2015(05)
[9]飛航導彈變論域自適應模糊PID控制方法[J]. 崔家瑞,李擎,祝喬. 控制工程. 2014(06)
[10]導彈自動駕駛儀改進遺傳模糊控制器設計[J]. 潘琢金,郭效哲,毛艷娥,楊華. 火力與指揮控制. 2014(11)
碩士論文
[1]基于自適應模糊滑模的航天器姿態(tài)穩(wěn)定的研究[D]. 馬杰.渤海大學 2016
[2]飛航導彈變結(jié)構(gòu)縱向通道控制方法研究[D]. 段冬冬.中北大學 2013
本文編號：3003746
【文章來源】：河南科技大學河南省
【文章頁數(shù)】：82 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
導彈制導系統(tǒng)框圖
圖 1-2 導彈控制系統(tǒng)框圖Fig. 1-2 Missile control system block diagram由圖 1-2 可看出，自動駕駛儀系統(tǒng)包含兩個負反饋回路，即舵回路和姿態(tài)回路，其中舵回路是系統(tǒng)實現(xiàn)控制穩(wěn)定功能的基礎。導彈姿態(tài)運動的控制器是姿態(tài)穩(wěn)定回路中的關鍵組成部件，通過將接受到的指令信號經(jīng)過適當?shù)母淖?增大或縮小)，達到操縱控制面偏轉(zhuǎn)或改變推力矢量方向的目的，進而產(chǎn)生彈體所需要的法向過載。BTT 導彈自動駕駛儀的設計目標是：① 克服飛行中遇到的各種有界能量的干擾，保證彈體在飛行的軌道上能夠穩(wěn)定的飛行；② 當有攻擊目標出現(xiàn)時，能夠?qū)崿F(xiàn)目標的無誤差跟蹤。通常彈體控制器的設計要求包括 4 項：(1) 姿態(tài)穩(wěn)定控制回路的阻尼特性良好。(2) 在指令信號的作用下，控制系統(tǒng)的反應迅速、產(chǎn)生的超調(diào)量小。(3) 控制幅度在設定的誤差范圍內(nèi)，以保證導彈運行在期望的軌道上。
在特定的參考坐標系下的，而坐標習慣而定。參考的坐標不一樣，使到好處的參考坐標系顯得至關重要標系 Axyz 、彈體坐標系1 1 1ox y z 、yz坐標系是地面坐標系。以彈體的發(fā)始時刻彈體的質(zhì)心作為其的坐標原言是任意的， Ax 軸往往是彈道所目標的方向所指的那個位置定為正其他兩個軸彼此之間都成90 角的關離的彈體的運動，此時的地面坐運動軌跡以及它在六自由度空間的
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于魯棒H∞的無人機飛行控制系統(tǒng)設計及實現(xiàn)[J]. 李蒙,石泳,劉莉. 北京理工大學學報. 2016(08)
[2]一種基于變論域的模糊控制器的設計及仿真研究[J]. 袁瓏瑜. 科技創(chuàng)新與應用. 2016(19)
[3]不確定時滯奇異攝動系統(tǒng)的魯棒H∞控制[J]. 王巖巖,劉偉,汪志鳴. 北京工業(yè)大學學報. 2016(02)
[4]一類網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的魯棒H∞狀態(tài)反饋控制器設計[J]. 朱虹錦,孫文安,李丕賢,裴炳南. 計算技術與自動化. 2015(04)
[5]基于自適應干擾估計和魯棒控制的傾斜轉(zhuǎn)彎導彈自動駕駛儀研究[J]. 滿朝媛,楊俊,李世華. 航空科學技術. 2015(11)
[6]小型無人直升機非脆弱魯棒H∞控制器設計方法研究[J]. 夏慧,陳慶偉. 南京理工大學學報. 2015(03)
[7]滑模變結(jié)構(gòu)制導律的抖振問題研究[J]. 辛騰達,范惠林,閆琳. 航空兵器. 2015(02)
[8]基于神經(jīng)網(wǎng)絡的導彈制導控制一體化反演設計[J]. 周覲,雷虎民,李炯,邵雷. 航空學報. 2015(05)
[9]飛航導彈變論域自適應模糊PID控制方法[J]. 崔家瑞,李擎,祝喬. 控制工程. 2014(06)
[10]導彈自動駕駛儀改進遺傳模糊控制器設計[J]. 潘琢金,郭效哲,毛艷娥,楊華. 火力與指揮控制. 2014(11)
碩士論文
[1]基于自適應模糊滑模的航天器姿態(tài)穩(wěn)定的研究[D]. 馬杰.渤海大學 2016
[2]飛航導彈變結(jié)構(gòu)縱向通道控制方法研究[D]. 段冬冬.中北大學 2013
本文編號：3003746
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