自旋導(dǎo)彈是指飛行過程中繞彈體縱軸旋轉(zhuǎn)的一類導(dǎo)彈,它可以通過單通道控制機(jī)構(gòu)同時(shí)控制俯仰和偏航方向的運(yùn)動。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭對精確打擊能力需求的提高,對原有無控或簡控彈藥進(jìn)行“智能化升級”的需求越來越大,而自旋導(dǎo)彈正是實(shí)現(xiàn)低成本高精度控制的主要途徑,研究自旋導(dǎo)彈控制方法具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。本文以自旋導(dǎo)彈為研究對象,主要研究工作如下。建立了自旋導(dǎo)彈運(yùn)動模型。建立了相應(yīng)坐標(biāo)系并推導(dǎo)了自旋導(dǎo)彈運(yùn)動方程組。進(jìn)行了自旋導(dǎo)彈無控彈道仿真并分析了其無控運(yùn)動特性。推導(dǎo)了自旋導(dǎo)彈擾動運(yùn)動方程組,建立了相關(guān)傳遞函數(shù)并對動態(tài)穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)速范圍進(jìn)行了討論。研究了自旋導(dǎo)彈控制機(jī)理。介紹了周期等效控制力的概念,分析了幾種典型舵偏規(guī)律下周期等效控制力的產(chǎn)生規(guī)律,介紹了典型自旋導(dǎo)彈自動駕駛儀進(jìn)行舵偏分配并實(shí)現(xiàn)彈體控制的的過程,并結(jié)合本文研究對象及任務(wù)需求提出了一種基于當(dāng)前旋轉(zhuǎn)位置確定舵偏規(guī)律的舵偏分配策略。設(shè)計(jì)了自旋導(dǎo)彈制導(dǎo)律。基于自旋導(dǎo)彈慣性/GPS組合制導(dǎo)方式,采用比例導(dǎo)引方法設(shè)計(jì)了過載指令制導(dǎo)律,仿真結(jié)果表明該制導(dǎo)律能導(dǎo)引導(dǎo)彈命中目標(biāo),脫靶量較小,且全程需用過載可以實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)了自旋導(dǎo)彈控制系統(tǒng)。基于LQR控制器及線性擴(kuò)張狀... 

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 自旋導(dǎo)彈型號發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
        1.2.2 自旋導(dǎo)彈控制問題研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)
第二章 自旋導(dǎo)彈動力學(xué)建模
    2.1 常用坐標(biāo)系與轉(zhuǎn)換
        2.1.1 坐標(biāo)系定義
        2.1.2 坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換
        2.1.3 角參數(shù)α~*,β~*與α,β之間的關(guān)系
    2.2 自旋導(dǎo)彈運(yùn)動方程組
        2.2.1 質(zhì)心運(yùn)動的動力學(xué)方程
        2.2.2 繞質(zhì)心運(yùn)動的動力學(xué)方程
        2.2.3 質(zhì)心運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)方程
        2.2.4 繞質(zhì)心運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)方程
        2.2.5 幾何關(guān)系方程
        2.2.6 自旋導(dǎo)彈運(yùn)動方程組
    2.3 自旋導(dǎo)彈無控彈道仿真
        2.3.1 自旋導(dǎo)彈參數(shù)與仿真初值設(shè)定
        2.3.2 無控彈道仿真結(jié)果
        2.3.3 自旋導(dǎo)彈的圓錐運(yùn)動
        2.3.4 自旋導(dǎo)彈氣動耦合影響分析
    2.4 自旋導(dǎo)彈擾動運(yùn)動方程組
    2.5 自旋導(dǎo)彈彈體傳遞函數(shù)
    2.6 動態(tài)穩(wěn)定性分析及轉(zhuǎn)速范圍限制
        2.6.1 動態(tài)穩(wěn)定性條件
        2.6.2 動態(tài)穩(wěn)定區(qū)
        2.6.3 轉(zhuǎn)速范圍限制
    2.7 本章小結(jié)
第三章 自旋導(dǎo)彈控制機(jī)理
    3.1 周期等效控制力概念
    3.2 周期等效控制力的兩種主要產(chǎn)生方式
        3.2.1 舵面做正弦式偏轉(zhuǎn)運(yùn)動
        3.2.2 舵面做繼電式偏轉(zhuǎn)運(yùn)動
        3.2.3 兩種舵面運(yùn)動方式控制效果對比
    3.3 典型自動駕駛儀結(jié)構(gòu)組成
        3.3.1 信號變換器
        3.3.2 綜合濾波器
        3.3.3 角速度傳感器
        3.3.4 繼電放大器
        3.3.5 典型自動駕駛儀算例
        3.3.6 線性化信號參數(shù)選擇
    3.4 本文舵偏分配策略
        3.4.1 典型自動駕駛儀的特點(diǎn)和不足
        3.4.2 針對本文研究對象的控制思路
        3.4.3 自旋導(dǎo)彈兩種可行的舵偏方式
        3.4.4 舵偏分配需滿足的要求
        3.4.5 舵偏分配算法
    3.5 本章小結(jié)
第四章 自旋導(dǎo)彈制導(dǎo)律設(shè)計(jì)
    4.1 自旋導(dǎo)彈制導(dǎo)方式
        4.1.1 一般自旋彈制導(dǎo)方式
        4.1.2 本文采用制導(dǎo)方式
    4.2 比例導(dǎo)引制導(dǎo)模型
        4.2.1 比例導(dǎo)引模型
        4.2.2 自旋導(dǎo)彈制導(dǎo)模型
    4.3 自旋導(dǎo)彈制導(dǎo)律仿真分析
        4.3.1 制導(dǎo)彈道仿真結(jié)果
        4.3.2 制導(dǎo)彈道過載需求分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 自旋導(dǎo)彈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.1 過載傳遞函數(shù)及過載控制回路
        5.1.1 過載傳遞函數(shù)
        5.1.2 過載控制回路
    5.2 線性二次型最優(yōu)控制理論
        5.2.1 線性二次型最優(yōu)控制問題的提法
        5.2.2 矩陣?yán)杩ㄌ岱匠痰慕怅?br>        5.2.3 無限時(shí)間LQ問題的最優(yōu)解
    5.3 線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測器理論
    5.4 基于LESO的LQR控制器設(shè)計(jì)
        5.4.1 過載控制回路設(shè)計(jì)
        5.4.2 特征點(diǎn)控制效果仿真分析
    5.5 自旋導(dǎo)彈制導(dǎo)控制系統(tǒng)全彈道仿真
    5.6 自旋導(dǎo)彈落點(diǎn)散布分析
        5.6.1 拉偏項(xiàng)參數(shù)誤差范圍設(shè)置
        5.6.2 打靶實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果
        5.6.3 自旋導(dǎo)彈落點(diǎn)圓概率偏差
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)束語
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果



本文編號：3669827