垂直發(fā)射戰(zhàn)術導彈在提高導彈快速反應能力，對目標實施全方位攻擊等方面具有其獨特優(yōu)勢，垂直發(fā)射轉彎段導彈速度較低，通過燃氣舵產生控制力矩來實現(xiàn)姿態(tài)快速調轉。 本論文以一某型號防空導彈為背景，研究垂直發(fā)射過程中快速轉彎的非線性姿態(tài)控制問題。建立了描述垂直發(fā)射轉彎段導彈大角度轉彎控制系統(tǒng)的非線性數(shù)學模型，給出了傳統(tǒng)的基于線性控制理論的姿態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)的頻域設計方法和設計結果。設計了基于李雅普諾夫穩(wěn)定性理論和Backstepping方法的垂直發(fā)射快速轉彎非線性姿態(tài)控制律，可快速完成俯仰、偏航及滾動的三通道控制。針對導彈轉動慣量不能精確已知問題,應用自適應Backstepping方法設計了導彈轉動慣量自適應估計律和非線性姿態(tài)控制律。 本文將所設計的導彈姿態(tài)轉彎非線性控制律及自適應非線性控制律與傳統(tǒng)PID姿態(tài)控制進行了數(shù)學仿真對比分析。仿真結果表明，非線性控制方法與傳統(tǒng)的經典PID控制設計方法相比，在針對強耦合非線性的垂直發(fā)射轉彎的防空導彈姿態(tài)控制方面，具有良好的魯棒性和自適應能力，在同類型號導彈穩(wěn)定控制系統(tǒng)工程設計中具有較高的工程應用價值。

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 與本課題有關的國內外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 國內外非線性控制方法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內外導彈非線性控制方法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內外導彈 Backstepping 控制方法研究現(xiàn)狀
        1.2.4 國內外導彈自適應控制方法研究現(xiàn)狀
        1.2.5 研究現(xiàn)狀小結
    1.3 主要研究內容
        1.3.1 研究內容和基本思路
        1.3.2 論文的結構劃分
第2章 導彈運動模型及 PID 姿態(tài)控制方法
    2.1 引言
    2.2 建立模型的假設條件
    2.3 坐標系及坐標系之間的關系
    2.4 彈體運動方程
    2.5 舵系統(tǒng)及陀螺
    2.6 姿態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)頻域設計
        2.6.1 導彈運動的傳遞函數(shù)
        2.6.2 導彈頻域設計控制回路結構圖
        2.6.3 導彈頻域控制器設計
        2.6.4 垂直發(fā)射轉彎段穩(wěn)定回路控制器設計
    2.7 本章小結
第3章 導彈非線性姿態(tài)控制系統(tǒng)設計方法研究
    3.1 引言
    3.2 Backstepping 理論
    3.3 非線性姿態(tài)控制律設計
    3.4 仿真分析
        3.4.1 大俯仰正向大滾轉
        3.4.2 大俯仰負向大滾轉
        3.4.3 大俯仰正向中滾轉
        3.4.4 大俯仰負向中滾轉
    3.5 本章小結
第4章 導彈自適應非線性姿態(tài)控制律設計方法研究
    4.1 引言
    4.2 自適應 Backstepping 控制律設計
    4.3 仿真分析
        4.3.1 大俯仰正向大滾轉
        4.3.2 大俯仰負向大滾轉
        4.3.3 大俯仰正向中滾轉
        4.3.4 大俯仰負向中滾轉
    4.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3803238