超聲速大攻角空空導(dǎo)彈復(fù)合控制技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-20 14:45
本文主要研究?jī)?nèi)容為應(yīng)用自校正自適應(yīng)控制理論設(shè)計(jì)某空空導(dǎo)彈的自動(dòng)駕駛儀。該空空導(dǎo)彈因超聲速和大攻角飛行造成氣動(dòng)特性存在時(shí)變非線性、三通道交叉耦合等不確定性。針對(duì)控制對(duì)象的上述特性,本文設(shè)計(jì)了限定記憶的輔助變量法對(duì)氣動(dòng)參數(shù)進(jìn)行在線辨識(shí),應(yīng)用極點(diǎn)配置自校正自適應(yīng)控制理論設(shè)計(jì)了自動(dòng)駕駛儀,提高了控制性能與魯棒性。限定記憶的輔助變量法可以消除數(shù)據(jù)飽和現(xiàn)象給辨識(shí)帶來(lái)的影響,對(duì)有色噪聲存在時(shí),辨識(shí)結(jié)果具備無(wú)偏一致性,保證了在干擾存在時(shí)對(duì)時(shí)變參數(shù)辨識(shí)的快速性和準(zhǔn)確性。極點(diǎn)配置自校正調(diào)節(jié)器算法簡(jiǎn)單,可用來(lái)控制導(dǎo)彈這類非最小相位系統(tǒng),能夠限制控制信號(hào)不會(huì)過(guò)大。同時(shí),閉環(huán)系統(tǒng)極點(diǎn)可根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行配置,魯棒性強(qiáng),適用范圍廣。在彈體數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了控制回路基本結(jié)構(gòu),在辨識(shí)獲得氣動(dòng)參數(shù)的基礎(chǔ)上應(yīng)用極點(diǎn)配置自校正自適應(yīng)控制方法進(jìn)行了控制器設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。采用MATLAB軟件進(jìn)行了定點(diǎn)、全彈道和三通道數(shù)字仿真,采用舵機(jī)實(shí)物構(gòu)造了半實(shí)物仿真系統(tǒng),開(kāi)展了半實(shí)物仿真試驗(yàn)。仿真的結(jié)果證明:極點(diǎn)配置自校正自適應(yīng)自動(dòng)駕駛儀的性能滿足設(shè)計(jì)要求,能夠有效地抑制氣動(dòng)參數(shù)不確定性帶來(lái)的影響,與傳統(tǒng)增益調(diào)度控制系統(tǒng)相...
【文章來(lái)源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:112 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題的背景和意義
1.2 空空導(dǎo)彈自動(dòng)駕駛儀的設(shè)計(jì)難題
1.3 國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)方法概況
1.4 課題的目標(biāo)和主要研究工作內(nèi)容
1.5 本章小結(jié)
第二章 導(dǎo)彈數(shù)學(xué)模型與控制回路基本結(jié)構(gòu)
2.1 導(dǎo)彈的數(shù)學(xué)模型
2.1.1 導(dǎo)彈縱向運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
2.1.2 導(dǎo)彈滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
2.2 導(dǎo)彈的氣動(dòng)特性與設(shè)計(jì)難點(diǎn)
2.3 控制回路基本結(jié)構(gòu)
2.3.1 俯仰、偏航回路
2.3.2 滾動(dòng)回路
2.4 靜不穩(wěn)定導(dǎo)彈的復(fù)合控制
2.5 本章小結(jié)
第三章 自校正自適應(yīng)控制方法
3.1 自適應(yīng)控制理論基礎(chǔ)
3.1.1 自適應(yīng)控制系統(tǒng)的分類
3.1.2 極點(diǎn)配置自校正調(diào)節(jié)器
3.2 辨識(shí)算法
3.2.1 增廣最小二乘法
3.2.2 限定記憶的增廣最小二乘法
3.2.3 輔助變量法
3.2.4 限定記憶的輔助變量法
3.3 SIMULINK仿真結(jié)果
3.4 本章小結(jié)
第四章自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)
4.1 俯偏回路自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)
4.1.1 三階系統(tǒng)零極點(diǎn)分析
4.1.2 俯偏回路控制參數(shù)設(shè)計(jì)
4.1.3 俯偏回路自校正控制器設(shè)計(jì)
4.2 滾動(dòng)回路自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)
4.2.1 滾動(dòng)回路控制參數(shù)設(shè)計(jì)
4.2.2 滾動(dòng)回路自校正控制器設(shè)計(jì)
4.3 本章小結(jié)
第五章 自動(dòng)駕駛儀仿真分析
5.1 特征彈道和特征點(diǎn)的選擇
5.2 俯仰回路定點(diǎn)數(shù)學(xué)仿真
5.2.1 仿真模型
5.2.2 仿真曲線及其比較分析
5.3 滾動(dòng)回路定點(diǎn)數(shù)學(xué)仿真
5.3.1 仿真模型
5.3.2 仿真曲線及其比較分析
5.4 三通道耦合定點(diǎn)數(shù)學(xué)仿真
5.4.1 仿真模型
5.4.2 仿真曲線及其比較分析
5.5 俯仰回路全彈道數(shù)學(xué)仿真
5.5.1 仿真模型
5.5.2 控制參數(shù)
5.5.3 仿真曲線及其比較分析
5.6 半實(shí)物仿真
5.6.1 俯仰回路半實(shí)物仿真
5.6.2 滾動(dòng)回路半實(shí)物仿真
5.6.3 半實(shí)物仿真總結(jié)
5.7 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)
6.1 主要結(jié)論
6.2 研究展望
參考 文獻(xiàn)
符號(hào)與標(biāo)記/仿真試驗(yàn)曲線(附錄 1)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈現(xiàn)代自動(dòng)駕駛儀設(shè)計(jì)方法綜述[J]. 劉智平,周鳳岐,周軍. 航天控制. 2006(05)
[2]利用通用自適應(yīng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)彈自動(dòng)駕駛儀[J]. 王正杰,李霽紅,張?zhí)鞓? 兵工學(xué)報(bào). 2002(03)
[3]自動(dòng)駕駛儀結(jié)構(gòu)對(duì)靜不穩(wěn)定彈體的適應(yīng)性分析[J]. 劉代軍. 戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2001(03)
[4]導(dǎo)彈滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定的分析[J]. 余祖鑄. 上海航天. 1998(05)
[5]具有復(fù)合回路飛行控制系統(tǒng)的分析[J]. 余祖鑄. 上海航天. 1995(05)
[6]自動(dòng)駕駛儀的要求如何制約尋的導(dǎo)彈的氣動(dòng)力設(shè)計(jì)[J]. F.WilliamNesline,MarkL.Nesline,蘇身榜. 航空兵器. 1995(03)
[7]數(shù)字式自校正控制方法[J]. 雷樹(shù)梁. 上海航天. 1992(01)
[8]氣動(dòng)力控制導(dǎo)彈的大攻角控制原理[J]. A.Arrow,D.J.Yost,徐光初. 上海航天. 1989(01)
[9]戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈應(yīng)用顯參數(shù)識(shí)別的適應(yīng)控制[J]. C. F. Price,W. D. Koenigsberg,杜毅民. 航空兵器. 1978(01)
[10]戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈導(dǎo)引與控制的新概念[J]. C. F. Price,阮天恩. 航空兵器. 1978(01)
本文編號(hào):3091179
【文章來(lái)源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:112 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題的背景和意義
1.2 空空導(dǎo)彈自動(dòng)駕駛儀的設(shè)計(jì)難題
1.3 國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)方法概況
1.4 課題的目標(biāo)和主要研究工作內(nèi)容
1.5 本章小結(jié)
第二章 導(dǎo)彈數(shù)學(xué)模型與控制回路基本結(jié)構(gòu)
2.1 導(dǎo)彈的數(shù)學(xué)模型
2.1.1 導(dǎo)彈縱向運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
2.1.2 導(dǎo)彈滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
2.2 導(dǎo)彈的氣動(dòng)特性與設(shè)計(jì)難點(diǎn)
2.3 控制回路基本結(jié)構(gòu)
2.3.1 俯仰、偏航回路
2.3.2 滾動(dòng)回路
2.4 靜不穩(wěn)定導(dǎo)彈的復(fù)合控制
2.5 本章小結(jié)
第三章 自校正自適應(yīng)控制方法
3.1 自適應(yīng)控制理論基礎(chǔ)
3.1.1 自適應(yīng)控制系統(tǒng)的分類
3.1.2 極點(diǎn)配置自校正調(diào)節(jié)器
3.2 辨識(shí)算法
3.2.1 增廣最小二乘法
3.2.2 限定記憶的增廣最小二乘法
3.2.3 輔助變量法
3.2.4 限定記憶的輔助變量法
3.3 SIMULINK仿真結(jié)果
3.4 本章小結(jié)
第四章自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)
4.1 俯偏回路自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)
4.1.1 三階系統(tǒng)零極點(diǎn)分析
4.1.2 俯偏回路控制參數(shù)設(shè)計(jì)
4.1.3 俯偏回路自校正控制器設(shè)計(jì)
4.2 滾動(dòng)回路自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)
4.2.1 滾動(dòng)回路控制參數(shù)設(shè)計(jì)
4.2.2 滾動(dòng)回路自校正控制器設(shè)計(jì)
4.3 本章小結(jié)
第五章 自動(dòng)駕駛儀仿真分析
5.1 特征彈道和特征點(diǎn)的選擇
5.2 俯仰回路定點(diǎn)數(shù)學(xué)仿真
5.2.1 仿真模型
5.2.2 仿真曲線及其比較分析
5.3 滾動(dòng)回路定點(diǎn)數(shù)學(xué)仿真
5.3.1 仿真模型
5.3.2 仿真曲線及其比較分析
5.4 三通道耦合定點(diǎn)數(shù)學(xué)仿真
5.4.1 仿真模型
5.4.2 仿真曲線及其比較分析
5.5 俯仰回路全彈道數(shù)學(xué)仿真
5.5.1 仿真模型
5.5.2 控制參數(shù)
5.5.3 仿真曲線及其比較分析
5.6 半實(shí)物仿真
5.6.1 俯仰回路半實(shí)物仿真
5.6.2 滾動(dòng)回路半實(shí)物仿真
5.6.3 半實(shí)物仿真總結(jié)
5.7 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)
6.1 主要結(jié)論
6.2 研究展望
參考 文獻(xiàn)
符號(hào)與標(biāo)記/仿真試驗(yàn)曲線(附錄 1)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈現(xiàn)代自動(dòng)駕駛儀設(shè)計(jì)方法綜述[J]. 劉智平,周鳳岐,周軍. 航天控制. 2006(05)
[2]利用通用自適應(yīng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)彈自動(dòng)駕駛儀[J]. 王正杰,李霽紅,張?zhí)鞓? 兵工學(xué)報(bào). 2002(03)
[3]自動(dòng)駕駛儀結(jié)構(gòu)對(duì)靜不穩(wěn)定彈體的適應(yīng)性分析[J]. 劉代軍. 戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2001(03)
[4]導(dǎo)彈滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定的分析[J]. 余祖鑄. 上海航天. 1998(05)
[5]具有復(fù)合回路飛行控制系統(tǒng)的分析[J]. 余祖鑄. 上海航天. 1995(05)
[6]自動(dòng)駕駛儀的要求如何制約尋的導(dǎo)彈的氣動(dòng)力設(shè)計(jì)[J]. F.WilliamNesline,MarkL.Nesline,蘇身榜. 航空兵器. 1995(03)
[7]數(shù)字式自校正控制方法[J]. 雷樹(shù)梁. 上海航天. 1992(01)
[8]氣動(dòng)力控制導(dǎo)彈的大攻角控制原理[J]. A.Arrow,D.J.Yost,徐光初. 上海航天. 1989(01)
[9]戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈應(yīng)用顯參數(shù)識(shí)別的適應(yīng)控制[J]. C. F. Price,W. D. Koenigsberg,杜毅民. 航空兵器. 1978(01)
[10]戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈導(dǎo)引與控制的新概念[J]. C. F. Price,阮天恩. 航空兵器. 1978(01)
本文編號(hào):3091179
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