面對日益增強的現(xiàn)代空中威脅,精確制導(dǎo)武器、高超聲速飛行器以及大機動能力的彈道導(dǎo)彈的投入使用,傳統(tǒng)攔截彈的碎片殺傷方式由于能量不足難以對目標(biāo)造成破壞,導(dǎo)致突防概率大幅提高,這都對防空攔截技術(shù)提出了更苛刻的要求,傳統(tǒng)的氣動舵控制存在舵偏角限制和延遲,已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代精確攔截的要求,在彈體上加裝姿控發(fā)動機可以顯著提高導(dǎo)彈的響應(yīng)速度和機動能力,實現(xiàn)“趨零脫靶量”的碰撞殺傷,本文對姿控式直/氣復(fù)合控制攔截彈進行設(shè)計,論文的工作主要包括:第一,姿控式直接力/氣動力復(fù)合控制攔截彈動力學(xué)精確建模。通過氣動軟件計算出了導(dǎo)彈飛行過程中的氣動參數(shù)并進行插值擬合,考慮地球的自轉(zhuǎn)和扁率在北天東系下建立導(dǎo)彈的質(zhì)心動力學(xué)方程,在準(zhǔn)彈體系下建立導(dǎo)彈轉(zhuǎn)動運動動力學(xué)方程,進行了無控導(dǎo)彈的仿真驗證,驗證了導(dǎo)彈模型的正確性及穩(wěn)定性,為后文的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。第二,姿控式直接力/氣動力復(fù)合控制攔截彈控制律設(shè)計。首先從工程實際出發(fā),基于經(jīng)典控制理論對角度進行小量化假設(shè)從而實現(xiàn)了方程的近似解耦,設(shè)計了直/氣復(fù)合控制律,分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性并給出了仿真驗證;然后,基于逆系統(tǒng)理論設(shè)計了直/氣復(fù)合動態(tài)逆控制律,針對動態(tài)逆控制對模型敏感的缺點... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 防空反導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 導(dǎo)彈控制方法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 直/氣復(fù)合控制技術(shù)
        1.2.4 點火算法研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
第2章 直/氣復(fù)合控制自旋攔截彈動力學(xué)模型
    2.1 引言
    2.2 攔截彈氣動參數(shù)
    2.3 攔截彈動力學(xué)模型
        2.3.1 坐標(biāo)系的定義及其轉(zhuǎn)換關(guān)系
        2.3.2 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系
        2.3.3 質(zhì)心運動模型
        2.3.4 繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動運動學(xué)方程
        2.3.5 繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動動力學(xué)方程
        2.3.6 角度轉(zhuǎn)換關(guān)系方程
        2.3.7 導(dǎo)彈受到的力和力矩
    2.4 無控攔截彈仿真分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 姿控式直/氣復(fù)合控制攔截彈控制器設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 動態(tài)逆理論
        3.2.1 逆系統(tǒng)理論
        3.2.2 狀態(tài)反饋型動態(tài)逆控制
    3.3 姿控式直/氣復(fù)合姿態(tài)控制模型
    3.4 基于經(jīng)典控制理論的直/氣復(fù)合控制律設(shè)計
        3.4.1 純氣動力控制系統(tǒng)設(shè)計
        3.4.2 直接力控制系統(tǒng)設(shè)計
        3.4.3 仿真分析
    3.5 姿控式直/氣復(fù)合控制攔截彈動態(tài)逆控制系統(tǒng)設(shè)計
        3.5.1 純氣動控制系統(tǒng)動態(tài)逆控制系統(tǒng)設(shè)計
        3.5.2 直/氣復(fù)合控制系統(tǒng)設(shè)計
        3.5.3 跟蹤微分器
        3.5.4 仿真分析
    3.6 基于擴張狀態(tài)觀測器的直/氣復(fù)合動態(tài)逆控制系統(tǒng)設(shè)計
        3.6.1 擴展?fàn)顟B(tài)觀測器的設(shè)計
        3.6.2 仿真分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 姿控發(fā)動機點火策略
    4.1 引言
    4.2 姿控發(fā)動機模型
    4.3 點火策略
        4.3.1 指令分解點火策略
        4.3.2 帶有誤差補償?shù)寞B加點火法
    4.4 仿真分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 直/氣復(fù)合控制攔截彈末段6DOF仿真
    5.1 引言
    5.2 修正比例導(dǎo)引律研究
    5.3 彈道導(dǎo)彈再入段攔截仿真
        5.3.1 經(jīng)典控制導(dǎo)彈攔截再入目標(biāo)6DOF仿真分析
        5.3.2 動態(tài)逆控制導(dǎo)彈攔截再入目標(biāo)6DOF仿真分析
    5.4 高超聲速飛行器攔截仿真
        5.4.1 經(jīng)典控制導(dǎo)彈攔截再入機動目標(biāo)6DOF仿真分析
        5.4.2 動態(tài)逆控制導(dǎo)彈攔截再入機動目標(biāo)6DOF仿真分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]中國引進研制防空導(dǎo)彈始末[J]. 徐秉君.  百年潮. 2016(02)
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碩士論文
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[2]空空導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制問題研究[D]. 張研.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]低速滾轉(zhuǎn)導(dǎo)彈直接力/氣動力復(fù)合控制方法研究[D]. 曾祥鑫.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]直接側(cè)向力/氣動力復(fù)合控制的制導(dǎo)控制技術(shù)研究[D]. 王士超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[5]高超聲速飛行器自抗擾姿態(tài)控制研究[D]. 宋志國.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號：3432991