基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的彈道導(dǎo)彈姿態(tài)控制研究
發(fā)布時間:2021-11-15 16:19
彈道導(dǎo)彈在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中正發(fā)揮著不可替代的作用,是軍隊重要的軍事武器。自彈道導(dǎo)彈誕生以來,各個國家都在致力于彈道導(dǎo)彈的研究,以提高其戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能。本課題研究對象為彈道導(dǎo)彈飛行姿態(tài)控制系統(tǒng),是非線性、時變、強耦合系統(tǒng)。導(dǎo)彈在全程飛行中,其參數(shù)變化很大,且存在隨機干擾和系統(tǒng)未建模等動態(tài)特性;W兘Y(jié)構(gòu)控制由于其具有優(yōu)越的魯棒性,經(jīng)過了幾十年的發(fā)展,它已經(jīng)具有完備的理論基礎(chǔ),同時也廣泛應(yīng)用于各項工程領(lǐng)域;W兘Y(jié)構(gòu)控制的設(shè)計包含兩個方面:一是滑模面的設(shè)計需要保證系統(tǒng)狀態(tài)在滑模面上可以滑動到期望點,二是要保證控制律的設(shè)計能夠使得系統(tǒng)狀態(tài)可以被吸引到滑模面上。本文基于滑模變結(jié)構(gòu)控制技術(shù)對彈道導(dǎo)彈的姿態(tài)控制問題進行研究。主要研究工作如下:首先,在深入分析彈道導(dǎo)彈姿態(tài)運動的基礎(chǔ)上,將復(fù)雜的導(dǎo)彈姿態(tài)運動方程分解成三個簡單的子系統(tǒng),即俯仰通道子系統(tǒng)、偏航通道子系統(tǒng)和滾轉(zhuǎn)通道子系統(tǒng),針對三個子系統(tǒng)分別設(shè)計滑模變結(jié)構(gòu)控制器,然后,將設(shè)計的控制器進行控制仿真,仿真結(jié)果驗證了滑模變結(jié)構(gòu)控制算法的有效性。其次,為解決導(dǎo)彈姿態(tài)控制中的全局魯棒性問題,針對三個子系統(tǒng)分別進行全程滑?刂破髟O(shè)計,將所設(shè)計的控制器進行仿真,并...
【文章來源】:東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.3俯仰角>9響應(yīng)曲線??Fig.?2.3?Response?curve?of?pitch?angle?<9??
圖2.4俯仰通道子系統(tǒng)滑模響應(yīng)曲線??Fig.?2.4?Response?curve?of?pitch?channel?subsystem?sliding?mode??
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【參考文獻】:
期刊論文
[1]具有末端落角約束的空地導(dǎo)彈滑模變結(jié)構(gòu)制導(dǎo)律設(shè)計[J]. 付主木,曹晶,王曉紅. 信息與控制. 2015(03)
[2]基于二階滑?刂频膶(dǎo)彈姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 左志丹,劉剛. 光學與光電技術(shù). 2015(02)
[3]導(dǎo)彈協(xié)同攻擊編隊自適應(yīng)滑?刂破髟O(shè)計[J]. 張磊,方洋旺,毛東輝,雍霄駒. 宇航學報. 2014(06)
[4]基于PIDNN變結(jié)構(gòu)理論的新型彈道導(dǎo)彈姿控系統(tǒng)設(shè)計[J]. 袁鋼,施建洪,李瑞濤. 海軍航空工程學院學報. 2014(03)
[5]多導(dǎo)彈協(xié)同攻擊編隊非線性最優(yōu)控制器設(shè)計[J]. 張磊,方洋旺,刁興華,胡杰. 北京航空航天大學學報. 2014(03)
[6]模糊自適應(yīng)調(diào)整趨近律的導(dǎo)彈姿態(tài)滑模控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 唐意東,李小兵,喬朋朋. 彈箭與制導(dǎo)學報. 2013(02)
[7]基于Backstepping的導(dǎo)彈姿態(tài)自適應(yīng)控制[J]. 寧方清,趙建梁. 中國高新技術(shù)企業(yè). 2012(10)
[8]空面導(dǎo)彈模型參考自適應(yīng)控制設(shè)計與仿真[J]. 史鯤,張效義,陳勇,唐碩. 飛行力學. 2010(03)
[9]反演法在導(dǎo)彈非線性控制系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 董長虹,周國杰,徐世杰. 航天控制. 2010(01)
[10]垂直發(fā)射導(dǎo)彈Terminal滑模姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 李大鵬,胡云安,何金新. 彈箭與制導(dǎo)學報. 2009(06)
本文編號:3497116
【文章來源】:東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.3俯仰角>9響應(yīng)曲線??Fig.?2.3?Response?curve?of?pitch?angle?<9??
圖2.4俯仰通道子系統(tǒng)滑模響應(yīng)曲線??Fig.?2.4?Response?curve?of?pitch?channel?subsystem?sliding?mode??
?第2章導(dǎo)彈模型分析與滑模控制設(shè)計??由仿真結(jié)果可以看出,圖2.3反應(yīng)出俯仰角在7秒左右跟蹤到理想的給定角度并保??持跟蹤效果,圖2.4反應(yīng)出系統(tǒng)在4秒左右達到滑模面獲得良好的魯棒性。兩張圖共同??驗證了所設(shè)計的俯仰通道滑模控制器的有效性,但同時也明顯暴露出兩個問題,…是俯??仰角的跟蹤響應(yīng)速度過慢,無法滿足實時跟蹤的需求;二是滑模趨近過程過長,系統(tǒng)在??趨近過程中無法獲得滑模控制的魯棒性。??偏航通道的姿態(tài)角進行跟蹤控制仿真??被控對象。ǎ玻常保┦,采用控制器(2.34)式,設(shè)偏航角跟蹤-?個給定的理想角度??%=8°,將俯仰角調(diào)整到15°,滾動角/調(diào)整到零,對象的初始狀態(tài)為??[xu=[5?〇.3],取6?=?0.50,?5?=?0.50,轉(zhuǎn)動慣量人=30(%””2。仿真結(jié)來如圖2_5??和2.6所示。??8.5?I?:―?:?-?r-?1??—?—?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]具有末端落角約束的空地導(dǎo)彈滑模變結(jié)構(gòu)制導(dǎo)律設(shè)計[J]. 付主木,曹晶,王曉紅. 信息與控制. 2015(03)
[2]基于二階滑?刂频膶(dǎo)彈姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 左志丹,劉剛. 光學與光電技術(shù). 2015(02)
[3]導(dǎo)彈協(xié)同攻擊編隊自適應(yīng)滑?刂破髟O(shè)計[J]. 張磊,方洋旺,毛東輝,雍霄駒. 宇航學報. 2014(06)
[4]基于PIDNN變結(jié)構(gòu)理論的新型彈道導(dǎo)彈姿控系統(tǒng)設(shè)計[J]. 袁鋼,施建洪,李瑞濤. 海軍航空工程學院學報. 2014(03)
[5]多導(dǎo)彈協(xié)同攻擊編隊非線性最優(yōu)控制器設(shè)計[J]. 張磊,方洋旺,刁興華,胡杰. 北京航空航天大學學報. 2014(03)
[6]模糊自適應(yīng)調(diào)整趨近律的導(dǎo)彈姿態(tài)滑模控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 唐意東,李小兵,喬朋朋. 彈箭與制導(dǎo)學報. 2013(02)
[7]基于Backstepping的導(dǎo)彈姿態(tài)自適應(yīng)控制[J]. 寧方清,趙建梁. 中國高新技術(shù)企業(yè). 2012(10)
[8]空面導(dǎo)彈模型參考自適應(yīng)控制設(shè)計與仿真[J]. 史鯤,張效義,陳勇,唐碩. 飛行力學. 2010(03)
[9]反演法在導(dǎo)彈非線性控制系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 董長虹,周國杰,徐世杰. 航天控制. 2010(01)
[10]垂直發(fā)射導(dǎo)彈Terminal滑模姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 李大鵬,胡云安,何金新. 彈箭與制導(dǎo)學報. 2009(06)
本文編號:3497116
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