基于旋轉(zhuǎn)舵的彈道控制技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-10-16 12:25
為了將現(xiàn)存的大量常規(guī)彈藥改裝成能夠適應(yīng)現(xiàn)代作戰(zhàn)模式的精確打擊彈藥,許多低成本的簡易控制方法被陸續(xù)提出并付諸實踐,例如:低成本的GPS/IMU復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)、安裝脈噴發(fā)動機、安裝阻力環(huán)以及利用鴨舵機構(gòu)進行彈道控制等。本文對一種新型的旋轉(zhuǎn)舵控制系統(tǒng)進行了相關(guān)技術(shù)研究。首先,提出了旋轉(zhuǎn)舵二維彈道控制系統(tǒng)的總體方案,分析了該系統(tǒng)在彈丸從發(fā)射到擊中目標的整個過程中的作用時序,并對該裝置的結(jié)構(gòu)進行了初步設(shè)計,指出了各零件之間的裝配關(guān)系;其次,對彈丸的飛行控制策略進行了研究,提出了一種基于落點誤差來確定控制舵穩(wěn)定偏角和起控時間的迭代插值計算方法,同時提出了利用變步長進行插值計算的方法,利用該方法可以在較少插值計算之后,將控制舵穩(wěn)定偏角控制在較高的精度范圍之內(nèi);同時,根據(jù)控制舵片和彈丸在飛行過程中所受到的各種氣動力和力矩,建立了彈丸在受控狀態(tài)下的六自由度剛體外彈道模型;利用c++ builder軟件編寫相應(yīng)的控制程序,對不同起控條件下控制系統(tǒng)對彈丸各向的控制能力及控制精度進行了仿真計算和分析,驗證了控制算法的合理性;以上研究結(jié)果可為基于旋轉(zhuǎn)舵的二維彈道控制系統(tǒng)的設(shè)計和控制策略研究提供一定的參考。
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 靈巧彈藥研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀
1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 彈道修正彈藥控制方法研究現(xiàn)狀
1.3.1 脈沖發(fā)動機控制彈道修正技術(shù)
1.3.2 舵機控制彈道修正技術(shù)
1.4 本文的主要工作
第二章 旋轉(zhuǎn)舵控制系統(tǒng)總體方案
2.1 旋轉(zhuǎn)舵彈道控制系統(tǒng)
2.1.1 控制系統(tǒng)模塊組成
2.1.2 系統(tǒng)作用過程
2.2 旋轉(zhuǎn)舵控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.2.1 修正裝置基本結(jié)構(gòu)及連接方式
2.2.2 修正裝置作用原理
2.3 本章小結(jié)
第三章 彈丸飛行控制策略研究
3.1 彈丸控制策略
3.1.1 彈丸起控點的選擇
3.1.2 彈丸穩(wěn)定控制偏角以及起控時間的確定
3.1.3 彈丸控制偏角的優(yōu)化方案
3.2 修正裝置控制參量計算方法
3.2.1 作用于頭部的力矩
3.2.2 可控扭矩系統(tǒng)調(diào)節(jié)電阻計算公式推導(dǎo)
3.3 本章小結(jié)
第四章 帶旋轉(zhuǎn)舵彈丸受控飛行動力學(xué)模型
4.1 速度坐標系與彈軸坐標系
4.2 彈丸無控飛行時受到的力和力矩
4.2.1 飛行過程中作用于彈丸的力
4.2.2 飛行過程中作用于彈丸的力矩
4.3 控制舵作用在彈丸上的力和力矩
4.3.1 控制舵作用于彈體的力
4.3.2 控制舵作用于彈體的力矩
4.4 彈丸有控飛行動力學(xué)模型
4.4.1 質(zhì)心運動方程和角運動方程
4.4.2 彈丸有控彈道方程
4.5 本章小結(jié)
第五章 控制能力及精度仿真分析
5.1 彈道解算方法
5.2 彈道控制能力仿真及分析
5.2.1 無控狀態(tài)下彈丸的彈道仿真
5.2.2 彈丸縱向修正能力仿真及分析
5.2.3 彈丸橫向控制能力
5.3 控制能力精度計算
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]可控滾轉(zhuǎn)舵系統(tǒng)滾轉(zhuǎn)控制研究[J]. 程建偉,于志遠,姚曉先,梁作寶. 北京理工大學(xué)學(xué)報. 2010(06)
[2]旋轉(zhuǎn)彈彈道修正引信修正能力仿真研究[J]. 李虎全,李世義,羅會浦,肖洪兵,王琴,鄭倩. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2009(09)
[3]基于脈沖控制的末段彈道修正彈點火相位優(yōu)化研究[J]. 曹營軍,楊樹興,李杏軍. 兵工學(xué)報. 2008(08)
[4]制導(dǎo)炮彈技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J]. 牟宇,程振軒,王江. 飛航導(dǎo)彈. 2008(07)
[5]一維彈道修正彈氣動布局與修正能力研究[J]. 王中原,史金光. 南京理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(03)
[6]帶鴨舵滑翔增程炮彈飛行彈道研究[J]. 易文俊,王中原,李巖,周衛(wèi)平. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報. 2007(01)
[7]末制導(dǎo)炮彈發(fā)展趨勢及其研究方向[J]. 卜奎晨,劉莉. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2006(11)
[8]國外引信技術(shù)發(fā)展趨勢分析與加速發(fā)展我國引信技術(shù)的必要性[J]. 施坤林,黃崢,馬寶華,張龍山,譚惠民,崔占忠. 探測與控制學(xué)報. 2005(03)
[9]末制導(dǎo)炮彈的研制現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 舒金龍,陳良瑜,朱振福. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2003(04)
[10]彈體及減旋片滾轉(zhuǎn)阻尼實驗研究[J]. 丁則勝,劉亞飛,徐琴,陳少松,曹頂貴. 彈道學(xué)報. 2001(01)
博士論文
[1]彈道修正彈飛行姿態(tài)角磁探測技術(shù)及其彈道修正方法研究[D]. 高峰.南京理工大學(xué) 2008
[2]脈沖發(fā)動機提供控制力的火箭彈彈道修正理論及技術(shù)研究[D]. 趙捍東.南京理工大學(xué) 2008
[3]火箭彈引信二維彈道修正原理與關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 孫磊.南京理工大學(xué) 2005
碩士論文
[1]低旋彈藥姿態(tài)算法及末段彈道控制策略研究[D]. 苑大威.中北大學(xué) 2011
[2]二維彈道修正彈的彈道特性研究[D]. 于濤.南京理工大學(xué) 2010
[3]二維彈道修正彈的氣動特性研究[D]. 許安勇.南京理工大學(xué) 2010
[4]一維彈道修正彈修正機構(gòu)設(shè)計和修正規(guī)律研究[D]. 尚勇.南京理工大學(xué) 2007
[5]二維彈道修正裝置設(shè)計[D]. 周中華.南京理工大學(xué) 2006
[6]脈沖式彈道修正彈的修正方法研究[D]. 王濤.南京理工大學(xué) 2005
[7]末制導(dǎo)炮彈控制系統(tǒng)總體設(shè)計與仿真[D]. 陳光躍.南京理工大學(xué) 2005
[8]彈道修正彈鴨舵修正方法研究[D]. 孫新.南京理工大學(xué) 2005
本文編號:3439803
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 靈巧彈藥研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀
1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 彈道修正彈藥控制方法研究現(xiàn)狀
1.3.1 脈沖發(fā)動機控制彈道修正技術(shù)
1.3.2 舵機控制彈道修正技術(shù)
1.4 本文的主要工作
第二章 旋轉(zhuǎn)舵控制系統(tǒng)總體方案
2.1 旋轉(zhuǎn)舵彈道控制系統(tǒng)
2.1.1 控制系統(tǒng)模塊組成
2.1.2 系統(tǒng)作用過程
2.2 旋轉(zhuǎn)舵控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.2.1 修正裝置基本結(jié)構(gòu)及連接方式
2.2.2 修正裝置作用原理
2.3 本章小結(jié)
第三章 彈丸飛行控制策略研究
3.1 彈丸控制策略
3.1.1 彈丸起控點的選擇
3.1.2 彈丸穩(wěn)定控制偏角以及起控時間的確定
3.1.3 彈丸控制偏角的優(yōu)化方案
3.2 修正裝置控制參量計算方法
3.2.1 作用于頭部的力矩
3.2.2 可控扭矩系統(tǒng)調(diào)節(jié)電阻計算公式推導(dǎo)
3.3 本章小結(jié)
第四章 帶旋轉(zhuǎn)舵彈丸受控飛行動力學(xué)模型
4.1 速度坐標系與彈軸坐標系
4.2 彈丸無控飛行時受到的力和力矩
4.2.1 飛行過程中作用于彈丸的力
4.2.2 飛行過程中作用于彈丸的力矩
4.3 控制舵作用在彈丸上的力和力矩
4.3.1 控制舵作用于彈體的力
4.3.2 控制舵作用于彈體的力矩
4.4 彈丸有控飛行動力學(xué)模型
4.4.1 質(zhì)心運動方程和角運動方程
4.4.2 彈丸有控彈道方程
4.5 本章小結(jié)
第五章 控制能力及精度仿真分析
5.1 彈道解算方法
5.2 彈道控制能力仿真及分析
5.2.1 無控狀態(tài)下彈丸的彈道仿真
5.2.2 彈丸縱向修正能力仿真及分析
5.2.3 彈丸橫向控制能力
5.3 控制能力精度計算
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]可控滾轉(zhuǎn)舵系統(tǒng)滾轉(zhuǎn)控制研究[J]. 程建偉,于志遠,姚曉先,梁作寶. 北京理工大學(xué)學(xué)報. 2010(06)
[2]旋轉(zhuǎn)彈彈道修正引信修正能力仿真研究[J]. 李虎全,李世義,羅會浦,肖洪兵,王琴,鄭倩. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2009(09)
[3]基于脈沖控制的末段彈道修正彈點火相位優(yōu)化研究[J]. 曹營軍,楊樹興,李杏軍. 兵工學(xué)報. 2008(08)
[4]制導(dǎo)炮彈技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J]. 牟宇,程振軒,王江. 飛航導(dǎo)彈. 2008(07)
[5]一維彈道修正彈氣動布局與修正能力研究[J]. 王中原,史金光. 南京理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(03)
[6]帶鴨舵滑翔增程炮彈飛行彈道研究[J]. 易文俊,王中原,李巖,周衛(wèi)平. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報. 2007(01)
[7]末制導(dǎo)炮彈發(fā)展趨勢及其研究方向[J]. 卜奎晨,劉莉. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2006(11)
[8]國外引信技術(shù)發(fā)展趨勢分析與加速發(fā)展我國引信技術(shù)的必要性[J]. 施坤林,黃崢,馬寶華,張龍山,譚惠民,崔占忠. 探測與控制學(xué)報. 2005(03)
[9]末制導(dǎo)炮彈的研制現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 舒金龍,陳良瑜,朱振福. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2003(04)
[10]彈體及減旋片滾轉(zhuǎn)阻尼實驗研究[J]. 丁則勝,劉亞飛,徐琴,陳少松,曹頂貴. 彈道學(xué)報. 2001(01)
博士論文
[1]彈道修正彈飛行姿態(tài)角磁探測技術(shù)及其彈道修正方法研究[D]. 高峰.南京理工大學(xué) 2008
[2]脈沖發(fā)動機提供控制力的火箭彈彈道修正理論及技術(shù)研究[D]. 趙捍東.南京理工大學(xué) 2008
[3]火箭彈引信二維彈道修正原理與關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 孫磊.南京理工大學(xué) 2005
碩士論文
[1]低旋彈藥姿態(tài)算法及末段彈道控制策略研究[D]. 苑大威.中北大學(xué) 2011
[2]二維彈道修正彈的彈道特性研究[D]. 于濤.南京理工大學(xué) 2010
[3]二維彈道修正彈的氣動特性研究[D]. 許安勇.南京理工大學(xué) 2010
[4]一維彈道修正彈修正機構(gòu)設(shè)計和修正規(guī)律研究[D]. 尚勇.南京理工大學(xué) 2007
[5]二維彈道修正裝置設(shè)計[D]. 周中華.南京理工大學(xué) 2006
[6]脈沖式彈道修正彈的修正方法研究[D]. 王濤.南京理工大學(xué) 2005
[7]末制導(dǎo)炮彈控制系統(tǒng)總體設(shè)計與仿真[D]. 陳光躍.南京理工大學(xué) 2005
[8]彈道修正彈鴨舵修正方法研究[D]. 孫新.南京理工大學(xué) 2005
本文編號:3439803
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