雙旋彈彈道特性及其制導控制方法研究
發(fā)布時間：2021-03-27 21:37
本文以鴨式布局雙旋彈為研究對象,圍繞該類炮彈研制過程中遇到的一些理論和技術問題,對其彈道特性及穩(wěn)定性理論、實時姿態(tài)測量、氣動參數(shù)辨識和多約束條件制導律、控制系統(tǒng)設計進行了較為系統(tǒng)的研究。本文主要研究內(nèi)容包括:1.研究了雙旋彈的彈道建模方法和彈道特性。利用牛頓-歐拉法建立了雙旋彈七自由度彈道模型,對雙旋彈的彈道特性進行了深入的研究和分析,并進行了仿真驗證。結(jié)果表明:所建模型可以準確描述雙旋彈空中運動特性。2.研究了雙旋彈的穩(wěn)定性理論。根據(jù)傳統(tǒng)無控旋轉(zhuǎn)彈的穩(wěn)定性理論,建立了雙旋彈穩(wěn)定飛行條件,推導了雙旋彈的陀螺穩(wěn)定因子和動態(tài)穩(wěn)定因子公式,分析了各因素對雙旋彈穩(wěn)定性的影響。提出了通過求解雙旋彈復攻角微分方程特征根的方法研究雙旋彈穩(wěn)定性,并同傳統(tǒng)無控彈飛行穩(wěn)定性進行了比較研究。結(jié)果表明:前體轉(zhuǎn)速衰減以及鴨舵的作用均會降低雙旋彈的陀螺穩(wěn)定性,因此在雙旋彈總體設計中要綜合選取各結(jié)構(gòu)參數(shù)的數(shù)值,保障雙旋彈穩(wěn)定飛行。3.研究了雙旋彈空中對準方法、實時姿態(tài)估計以及轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)處理方法。利用地磁和陀螺儀的輸出信號,提出了雙旋彈空中姿態(tài)初始對準方法;利用無跡卡爾曼濾波算法,對制導炮彈的姿態(tài)信息進行實時估計;根據(jù)...
【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：145 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１．?１?ＭＫ４１制導炮彈及其彈道修正組件??美國陸軍航空兵與導彈司令部在多管火箭炮系統(tǒng)的前期技術演示中，研制了低成本??制導火箭彈［２６］，如圖１．２所示
博士學位論文??ｂ—Ｕｉ＾＾１?■??圖１．４ＸＭ３９５?１２０ｍｍ制導迫彈??除了美國以外，法國和德國聯(lián)合組成的Ｓａｉｎｔ－Ｌｏｕｉｓ研究所針對傳統(tǒng)１５５ｍｍ炮彈設??計的彈道修正引信［２Ｓ］，采用的是雙旋結(jié)構(gòu)設計方案，如圖１．５所示。引信作為炮彈的前??體通過共軸電機同后體連接，前體可以自由旋轉(zhuǎn)，并裝有ＧＰＳ、ＭＩＭＵ、鴨舵、伺服電??機等。該引信四個舵片均可以動作，用于執(zhí)行控制指令。??ＰＰ｜??圖１．?５?Ｓａｉｎｔ－Ｌｏｉｕｓ研究所彈道修正引｛百??Ｓａｍｔ－Ｌｏｕｉｓ研究所還對雙旋彈進行了較為系統(tǒng)的研究，針對鴨式布局雙旋彈前體彈??道修正組件上鴨舵可控的特點，對鴨式布局雙旋彈進行了穩(wěn)定性研宄，機動性能分析和??制導控制系統(tǒng)的設計等諸多研究，并構(gòu)建了鴨式布局雙旋彈的ＬＰＶ模型，進行了仿真??實驗
圖１．４ＸＭ３９５?１２０ｍｍ導迫彈??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于等效力方法的雙旋彈側(cè)向控制力落點響應分析[J]. 王鈺,王曉鳴,程杰,于紀言. 兵工學報. 2016(08)
[2]鴨式布局雙旋穩(wěn)定彈強迫運動理論研究[J]. 常思江,王中原,劉鐵錚. 兵工學報. 2016(05)
[3]固定翼雙旋彈動力學分岔特性分析[J]. 許諾,于劍橋,王亞飛. 航空學報. 2015(12)
[4]固定翼雙旋彈動力學特性分析[J]. 許諾,于劍橋,王亞飛,王林林. 兵工學報. 2015(04)
[5]基于周期平均的固定翼雙旋彈彈道修正方法[J]. 許諾,于劍橋,王亞飛. 航空學報. 2015(09)
[6]隔轉(zhuǎn)鴨舵式彈道修正彈電磁執(zhí)行機構(gòu)工況研究[J]. 程杰,于紀言,王曉鳴,姚文進. 兵工學報. 2014(12)
[7]一種反饋線性化彈道跟蹤制導律設計[J]. 張大元,雷虎民,王君,肖增博,李慶良. 彈道學報. 2014(04)
[8]鴨舵修正機構(gòu)舵偏角選擇方法[J]. 邵盼,郭煜洋,郝永平,張華. 彈箭與制導學報. 2014(06)
[9]鴨式布局雙旋彈飛行動力學建模與仿真[J]. 常思江,王中原,劉鐵錚. 彈道學報. 2014(03)
[10]旋轉(zhuǎn)控制固定鴨舵二維彈道修正彈氣動特性[J]. 吳萍,陳少松,楊晉偉,譚獻忠,杜學偉. 彈道學報. 2014(03)
博士論文
[1]火箭彈引信二維彈道修正原理與關鍵技術研究[D]. 孫磊.南京理工大學 2005
碩士論文
[1]高動態(tài)環(huán)境下彈體姿態(tài)測量技術研究與實現(xiàn)[D]. 劉佳樂.南京理工大學 2017
[2]GPS三維姿態(tài)測量技術的研究[D]. 廖國軍.西華大學 2011
[3]鴨式布局彈箭滾轉(zhuǎn)飛行側(cè)偏問題的氣動分析[D]. 屈賢琳.南京理工大學 2010
[4]制導炮彈飛行姿態(tài)的陀螺/磁阻傳感器組合測量方法研究[D]. 韓艷.南京理工大學 2010
[5]利用磁阻傳感器測量飛行體滾轉(zhuǎn)角[D]. 孫寧.南京理工大學 2008
[6]GPS定位定姿系統(tǒng)研究[D]. 王菊.南京理工大學 2006
本文編號：3104274
【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：145 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１．?１?ＭＫ４１制導炮彈及其彈道修正組件??美國陸軍航空兵與導彈司令部在多管火箭炮系統(tǒng)的前期技術演示中，研制了低成本??制導火箭彈［２６］，如圖１．２所示
博士學位論文??ｂ—Ｕｉ＾＾１?■??圖１．４ＸＭ３９５?１２０ｍｍ制導迫彈??除了美國以外，法國和德國聯(lián)合組成的Ｓａｉｎｔ－Ｌｏｕｉｓ研究所針對傳統(tǒng)１５５ｍｍ炮彈設??計的彈道修正引信［２Ｓ］，采用的是雙旋結(jié)構(gòu)設計方案，如圖１．５所示。引信作為炮彈的前??體通過共軸電機同后體連接，前體可以自由旋轉(zhuǎn)，并裝有ＧＰＳ、ＭＩＭＵ、鴨舵、伺服電??機等。該引信四個舵片均可以動作，用于執(zhí)行控制指令。??ＰＰ｜??圖１．?５?Ｓａｉｎｔ－Ｌｏｉｕｓ研究所彈道修正引｛百??Ｓａｍｔ－Ｌｏｕｉｓ研究所還對雙旋彈進行了較為系統(tǒng)的研究，針對鴨式布局雙旋彈前體彈??道修正組件上鴨舵可控的特點，對鴨式布局雙旋彈進行了穩(wěn)定性研宄，機動性能分析和??制導控制系統(tǒng)的設計等諸多研究，并構(gòu)建了鴨式布局雙旋彈的ＬＰＶ模型，進行了仿真??實驗
圖１．４ＸＭ３９５?１２０ｍｍ導迫彈??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于等效力方法的雙旋彈側(cè)向控制力落點響應分析[J]. 王鈺,王曉鳴,程杰,于紀言. 兵工學報. 2016(08)
[2]鴨式布局雙旋穩(wěn)定彈強迫運動理論研究[J]. 常思江,王中原,劉鐵錚. 兵工學報. 2016(05)
[3]固定翼雙旋彈動力學分岔特性分析[J]. 許諾,于劍橋,王亞飛. 航空學報. 2015(12)
[4]固定翼雙旋彈動力學特性分析[J]. 許諾,于劍橋,王亞飛,王林林. 兵工學報. 2015(04)
[5]基于周期平均的固定翼雙旋彈彈道修正方法[J]. 許諾,于劍橋,王亞飛. 航空學報. 2015(09)
[6]隔轉(zhuǎn)鴨舵式彈道修正彈電磁執(zhí)行機構(gòu)工況研究[J]. 程杰,于紀言,王曉鳴,姚文進. 兵工學報. 2014(12)
[7]一種反饋線性化彈道跟蹤制導律設計[J]. 張大元,雷虎民,王君,肖增博,李慶良. 彈道學報. 2014(04)
[8]鴨舵修正機構(gòu)舵偏角選擇方法[J]. 邵盼,郭煜洋,郝永平,張華. 彈箭與制導學報. 2014(06)
[9]鴨式布局雙旋彈飛行動力學建模與仿真[J]. 常思江,王中原,劉鐵錚. 彈道學報. 2014(03)
[10]旋轉(zhuǎn)控制固定鴨舵二維彈道修正彈氣動特性[J]. 吳萍,陳少松,楊晉偉,譚獻忠,杜學偉. 彈道學報. 2014(03)
博士論文
[1]火箭彈引信二維彈道修正原理與關鍵技術研究[D]. 孫磊.南京理工大學 2005
碩士論文
[1]高動態(tài)環(huán)境下彈體姿態(tài)測量技術研究與實現(xiàn)[D]. 劉佳樂.南京理工大學 2017
[2]GPS三維姿態(tài)測量技術的研究[D]. 廖國軍.西華大學 2011
[3]鴨式布局彈箭滾轉(zhuǎn)飛行側(cè)偏問題的氣動分析[D]. 屈賢琳.南京理工大學 2010
[4]制導炮彈飛行姿態(tài)的陀螺/磁阻傳感器組合測量方法研究[D]. 韓艷.南京理工大學 2010
[5]利用磁阻傳感器測量飛行體滾轉(zhuǎn)角[D]. 孫寧.南京理工大學 2008
[6]GPS定位定姿系統(tǒng)研究[D]. 王菊.南京理工大學 2006
本文編號：3104274
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