自旋導彈是指飛行過程中繞彈體縱軸旋轉的一類導彈,它可以通過單通道控制機構同時控制俯仰和偏航方向的運動。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行“智能化升級”的需求越來越大,而自旋導彈正是實現(xiàn)低成本高精度控制的主要途徑,研究自旋導彈控制方法具有較大的現(xiàn)實意義。本文以自旋導彈為研究對象,主要研究工作如下。建立了自旋導彈運動模型。建立了相應坐標系并推導了自旋導彈運動方程組。進行了自旋導彈無控彈道仿真并分析了其無控運動特性。推導了自旋導彈擾動運動方程組,建立了相關傳遞函數(shù)并對動態(tài)穩(wěn)定性及轉速范圍進行了討論。研究了自旋導彈控制機理。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生規(guī)律,介紹了典型自旋導彈自動駕駛儀進行舵偏分配并實現(xiàn)彈體控制的的過程,并結合本文研究對象及任務需求提出了一種基于當前旋轉位置確定舵偏規(guī)律的舵偏分配策略。設計了自旋導彈制導律�；谧孕龑棏T性/GPS組合制導方式,采用比例導引方法設計了過載指令制導律,仿真結果表明該制導律能導引導彈命中目標,脫靶量較小,且全程需用過載可以實現(xiàn)。設計了自旋導彈控制系統(tǒng)�；贚QR控制器及線性擴張狀... 

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：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 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 自旋導彈型號發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
        1.2.2 自旋導彈控制問題研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究內容與組織結構
第二章 自旋導彈動力學建模
    2.1 常用坐標系與轉換
        2.1.1 坐標系定義
        2.1.2 坐標系之間的轉換
        2.1.3 角參數(shù)α~*,β~*與α,β之間的關系
    2.2 自旋導彈運動方程組
        2.2.1 質心運動的動力學方程
        2.2.2 繞質心運動的動力學方程
        2.2.3 質心運動的運動學方程
        2.2.4 繞質心運動的運動學方程
        2.2.5 幾何關系方程
        2.2.6 自旋導彈運動方程組
    2.3 自旋導彈無控彈道仿真
        2.3.1 自旋導彈參數(shù)與仿真初值設定
        2.3.2 無控彈道仿真結果
        2.3.3 自旋導彈的圓錐運動
        2.3.4 自旋導彈氣動耦合影響分析
    2.4 自旋導彈擾動運動方程組
    2.5 自旋導彈彈體傳遞函數(shù)
    2.6 動態(tài)穩(wěn)定性分析及轉速范圍限制
        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 轉速范圍限制
    2.7 本章小結
第三章 自旋導彈控制機理
    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生方式
        3.2.1 舵面做正弦式偏轉運動
        3.2.2 舵面做繼電式偏轉運動
        3.2.3 兩種舵面運動方式控制效果對比
    3.3 典型自動駕駛儀結構組成
        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
第四章 自旋導彈制導律設計
    4.1 自旋導彈制導方式
        4.1.1 一般自旋彈制導方式
        4.1.2 本文采用制導方式
    4.2 比例導引制導模型
        4.2.1 比例導引模型
        4.2.2 自旋導彈制導模型
    4.3 自旋導彈制導律仿真分析
        4.3.1 制導彈道仿真結果
        4.3.2 制導彈道過載需求分析
    4.4 本章小結
第五章 自旋導彈控制系統(tǒng)設計
    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 矩陣黎卡提方程的解陣
        5.2.3 無限時間LQ問題的最優(yōu)解
    5.3 線性擴張狀態(tài)觀測器理論
    5.4 基于LESO的LQR控制器設計
        5.4.1 過載控制回路設計
        5.4.2 特征點控制效果仿真分析
    5.5 自旋導彈制導控制系統(tǒng)全彈道仿真
    5.6 自旋導彈落點散布分析
        5.6.1 拉偏項參數(shù)誤差范圍設置
        5.6.2 打靶實驗仿真結果
        5.6.3 自旋導彈落點圓概率偏差
    5.7 本章小結
結束語
致謝
參考文獻
作者在學期間取得的學術成果



本文編號：3669827