針對采用變質(zhì)心技術(shù)的高速旋轉(zhuǎn)炮彈,考慮滑塊的六自由度運動,基于牛頓力學建立了由炮彈和滑塊組成的多體系統(tǒng)的動力學模型,并根據(jù)實際情況對模型進行了合理簡化。推導了炮彈的攻角方程,并求得攻角方程的解,進而分析了滑塊的平移和轉(zhuǎn)動對炮彈飛行穩(wěn)定性及彈道的影響。以滑塊的旋轉(zhuǎn)角加速度為控制量,基于滑模變結(jié)構(gòu)理論設(shè)計了具有魯棒性的姿態(tài)控制器。合理假設(shè)炮彈的射程、側(cè)偏與滑塊的軸向位移和徑向位移之間的函數(shù)關(guān)系,并通過仿真確定相關(guān)系數(shù),進而得到落點預測公式。考慮滑塊質(zhì)量的變化對落點預測方程待定系數(shù)的影響,并通過多次仿真找出待定系數(shù)與滑塊質(zhì)量之間的關(guān)系,最終得到落點預測方程關(guān)于滑塊三個位移及質(zhì)量的關(guān)系。針對給定的待修正射程和側(cè)偏,基于落點預測公式,設(shè)定滑塊的移動范圍約束,以滑塊的總位移量為性能指標函數(shù),建立優(yōu)化問題,采用遺傳算法對優(yōu)化問題進行求解,得到能夠滿足修正要求且滑塊總位移最小的最優(yōu)滑塊移動方式。 

【文章來源】：北京理工大學北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景、目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢
        1.2.1 變質(zhì)心技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展
        1.2.2 高速旋轉(zhuǎn)炮彈修正及控制技術(shù)
    1.3 主要研究內(nèi)容
    本章小結(jié)
第2章 變質(zhì)心高旋炮彈動力學建模
    2.1 系統(tǒng)描述及坐標系
        2.1.1 坐標系的定義及轉(zhuǎn)換
        2.1.2 系統(tǒng)描述
    2.2 系統(tǒng)六自由度模型的建立
        2.2.1 系統(tǒng)受到的力和力矩
        2.2.2 系統(tǒng)質(zhì)心運動模型的建立
        2.2.3 繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動的動力學模型
    2.3 攻角方程的建立
    2.4 穩(wěn)定性影響分析
        2.4.1 陀螺穩(wěn)定性分析
        2.4.2 動態(tài)穩(wěn)定性分析
        2.4.3 追隨穩(wěn)定性分析
    2.5 仿真分析
        2.5.1 仿真初始條件
        2.5.2 仿真結(jié)果
    本章小結(jié)
第3章 基于滑�？刂频淖冑|(zhì)心高旋炮彈姿態(tài)控制器
    3.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制理論基礎(chǔ)
    3.2 滑模姿態(tài)控制器的設(shè)計
    3.3 仿真結(jié)果及分析
    本章小結(jié)
第4章 變質(zhì)心高旋炮彈的落點預測及滑塊位移的優(yōu)化
    4.1 高旋炮彈落點預測方法
        4.1.1 滑塊質(zhì)量變化對落點預測方程的影響
        4.1.2 滑塊位移變化對落點預測方程的影響
        4.1.3 落點方程的求解方法
    4.2 移動范圍最小的滑塊位移優(yōu)化
        4.2.1 優(yōu)化問題描述
        4.2.2 基于遺傳算法的優(yōu)化求解
    本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文與研究成果清單
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]彈道修正彈及其關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 張通,趙曉利.  飛航導彈. 2014(05)
[2]國外制導炮彈發(fā)展綜述[J]. 白毅,仲海東,秦雅娟,夜樂萍.  飛航導彈. 2013(05)
[3]末制導炮彈發(fā)展概況和趨勢[J]. 史博,趙志寧,白寶健.  價值工程. 2012(13)
[4]滑塊機構(gòu)下高旋彈頭的逆系統(tǒng)設(shè)計方法[J]. 李永博,郭治.  火力與指揮控制. 2011(07)
[5]可旋轉(zhuǎn)鴨舵對旋轉(zhuǎn)彈丸縱向氣動特性的影響[J]. 紀秀玲,王海鵬,曾時明,李東光.  北京理工大學學報. 2011(03)
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[7]高旋彈頭滑塊控制的建模與仿真[J]. 李永博,郭治.  火力與指揮控制. 2009(12)
[8]滑塊機構(gòu)下高旋彈頭的姿態(tài)角速度控制[J]. 李永博,郭治.  兵工學報. 2009(10)
[9]滑塊機構(gòu)下高旋彈頭的慣量張量特性分析[J]. 李永博,郭治.  電光與控制. 2009(09)
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碩士論文
[1]遺傳算法在函數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用研究[D]. 金芬.蘇州大學 2008
[2]高速高旋彈方位制導的可行性分析[D]. 楊鵬.南京理工大學 2007
[3]滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計方法研究[D]. 王祝炯.浙江工業(yè)大學 2003



本文編號：3101035